Los materiales de cambio de fase (PCM) se pueden dividir en varias categorías según su composición química y características de cambio de fase, cada una con ventajas y limitaciones de aplicación específicas.Estos materiales incluyen principalmente PCM orgánicos, PCM inorgánicos, PCM de base biológica y PCM compuestos.A continuación se muestra una introducción detallada a las características de cada tipo de material de cambio de fase:
1. Materiales de cambio de fase orgánicos.
Los materiales orgánicos de cambio de fase incluyen principalmente dos tipos: parafinas y ácidos grasos.
-Parafina:
-Características: Alta estabilidad química, buena reutilización y fácil ajuste del punto de fusión cambiando la longitud de las cadenas moleculares.
-Desventaja: La conductividad térmica es baja y puede ser necesario agregar materiales conductores térmicos para mejorar la velocidad de respuesta térmica.
-Ácidos grasos:
-Características: Tiene un calor latente más alto que la parafina y una amplia cobertura del punto de fusión, adecuado para diversos requisitos de temperatura.
-Desventajas: Algunos ácidos grasos pueden sufrir separación de fases y son más caros que la parafina.
2. Materiales inorgánicos de cambio de fase.
Los materiales de cambio de fase inorgánicos incluyen soluciones salinas y sales metálicas.
-Solución de agua salada:
-Características: Buena estabilidad térmica, alto calor latente y bajo costo.
-Desventajas: Durante la congelación puede producirse delaminación y es corrosivo, requiriendo materiales de envase.
-Sales metálicas:
-Características: Alta temperatura de transición de fase, adecuada para almacenamiento de energía térmica a alta temperatura.
-Desventajas: También existen problemas de corrosión y puede producirse una degradación del rendimiento debido a la fusión y solidificación repetidas.
3. Materiales de cambio de fase de base biológica
Los materiales de cambio de fase de base biológica son PCM extraídos de la naturaleza o sintetizados mediante biotecnología.
-Características:
-Amigable con el medio ambiente, biodegradable, libre de sustancias nocivas, satisfaciendo las necesidades del desarrollo sostenible.
-Se puede extraer de materias primas vegetales o animales, como aceite vegetal y grasa animal.
-Desventajas:
-Puede haber problemas con altos costos y limitaciones de fuentes.
-La estabilidad térmica y la conductividad térmica son inferiores a las de los PCM tradicionales y pueden requerir modificación o soporte de material compuesto.
4. Materiales compuestos de cambio de fase.
Los materiales compuestos de cambio de fase combinan PCM con otros materiales (como materiales conductores térmicos, materiales de soporte, etc.) para mejorar ciertas propiedades de los PCM existentes.
-Características:
-Al combinarlo con materiales de alta conductividad térmica, la velocidad de respuesta térmica y la estabilidad térmica se pueden mejorar significativamente.
-Se puede realizar personalización para cumplir con requisitos de aplicación específicos, como mejorar la resistencia mecánica o mejorar la estabilidad térmica.
-Desventajas:
-El proceso de preparación puede resultar complejo y costoso.
-Se requieren técnicas precisas de combinación y procesamiento de materiales.
Cada uno de estos materiales de cambio de fase tiene sus ventajas y escenarios de aplicación únicos.La selección del tipo de PCM apropiado generalmente depende de los requisitos de temperatura de la aplicación específica, el presupuesto de costos, las consideraciones de impacto ambiental y la vida útil esperada.Con la profundización de la investigación y el desarrollo de tecnología, el desarrollo de materiales de cambio de fase.
Se espera que el ámbito de aplicación se amplíe aún más, especialmente en el almacenamiento de energía y la gestión de la temperatura.
Hora de publicación: 20 de junio de 2024