تولید نانوالیاف هوشمند با قابلیت ذخیره گرما

به گزارش مجله هدیه، به گزارش خبرنگاران به نقل از ستاد توسعه فناوری نانو، بحران انرژی و آلودگی محیط زیست، دو پدیده بسیار مطرح و حیاتی در دنیای امروزی هستند. یکی از بهترین راهکارها، استفاده از انرژی های تجدیدپذیر و پاک به جای سوخت های فسیلی است. مواد تغییر فازدهنده، جزئی از انرژی های تجدیدپذیر محسوب می شوند.

تولید نانوالیاف هوشمند با قابلیت ذخیره گرما

این مواد، انرژی گرمایی را به صورت گرمای نهان ذوب در خود ذخیره کرده و از فاز جامد به مایع تبدیل می شوند؛ در نهایت با تغییرات دمایی (تغییر فاز از مایع به جامد)، این گرما را آزاد می کنند.

سید ایمان گلستانه، کارشناس ارشد مهندسی شیمی از دانشگاه شیراز و یکی از محققین این طرح اظهار کرد: در ساخت این نانوکامپوزیت ها از مواد تغییر فاز دهنده و نانو ذرات اکسید فلزی استفاده شده است.

وی بیان نمود: از نظر کاربردی آن دسته از کامپوزیت های حاوی مواد تغییردهنده فاز مطلوب هستند که علاوه بر دارا بودن دامنه تغییر دمایی گسترده و گرمای نهان بالا (گرمایی است که ماده در هنگام تبدیل از حالتی به حالت دیگر از دست داده یا جذب می کند) دارای ضریب هدایت حرارتی مناسب باشند. نانوالیاف تغییردهنده فاز با اهداف مختلف و روش های گوناگون سنتز می شوند.

گلستانه ادامه داد: با وجود همه مزایا، این مواد از محدودیت هایی همچون پایین بودن ضریب هدایت حرارتی برخوردارند که باید تلاش کرد تا آن را رفع نمود. با این کار عملکرد مواد تغییردهنده فاز و توجیه کاربردی آن ها بهبود می یابد.

این محقق گفت: در این پروژه نانوالیاف یوتکتیک اسیدهای چرب که دامنه تغییر دمایی کوچک دارند را به روش کوالکترواسپینینگ سنتز کردیم. جهت افزایش ضریب هدایت حرارتی نانوذرات اکسیدهای فلزی مانند (اکسید سیلیسیوم، اکسید آهن، اکسید آلومینیوم و اکسید روی) Al2O3, Fe2O3, SiO2 و ZnO به محلول تولید نانوالیاف اضافه شده است تا نانوکامپوزیت و نانوالیاف مواد تغییردهنده فاز سنتز و تولید شود.

به گفته وی با اضافه نمودن نانوذرات اکسید فلزی، ضریب هدایت حرارتی نانوالیاف تا حدود96درصد نسبت به کامپوزیت پلیمری پایه بهبود یافته است. همچنین محدوده دمای تغییرفازی این محصولات تولید شده گسترده (حدود 17 درجه) و نزدیک دمای بدن انسان است. لذا این نانوکامپوزیت ها جهت ذخیره سازی و آزادسازی انرژی در دماهای پایین بسیار مفید هستند.

وی اضافه نمود: این نتایج منجر به کاهش هزینه ذخیره و بازیابی انرژی، کاهش قیمت تمام شده محصول، کاهش آلودگی محیط زیست و افزایش رفاه مصرف کننده می شوند.

گلستانه در خصوص کاربردهای این نانوالیاف گفت: اصلی ترین کاربرد این محصولات به عنوان ذخیره سازی و آزادسازی انرژی در صنایع نساجی همچون لباس های هوشمند است. البته در صنایع مهندسی پزشکی، مدیریت گرمایی انواع باتری ها و صنایع دیگر نیز می توانند کاربرد داشته باشند. همچنین هزینه تمام شده نیز بستگی به محل و میزان مصرف دارد.

وی گفت: از آنجایی که این مواد تجدیدپذیر و به دفعات (سیکل گرمایش و سرمایش) قابل استفاده هستند، طبق پژوهش های صورت گرفته از نظر اقتصادی نیز کاملاً توجیه پذیر هستند.

وی با بیان اینکه این نانوکامپوزیت ها به عنوان الیاف در ساخت منسوجات هوشمند به کار گرفته می شوند. این تحقیقات در مقیاس آزمایشگاهی صورت گرفته است، اضافه نمود: در این طرح از آزمون هایی نظیر طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FT-IR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، دستگاه آنالیز گرماسنجی روبشی تفاضلی(DSC) ، آنالیز توزین حرارتی و مشتق توزین حرارتی(TGA & DTGA) و آنالیز کیفی و کمی میزان هدایت حرارتی استفاده شده است.

این تحقیقات حاصل همکاری مهندس سید ایمان گلستانه- کارشناس ارشد مهندسی شیمی از دانشگاه شیراز- دکتر غلامرضا کریمی-عضو هیأت علمی دانشگاه شیراز- دکتر عزیز باباپور- عضو هیأت علمی دانشگاه محقق اردبیلی- و دکتر فرشید ترابی از دانشگاه ریجاینا کاناداست. نتایج این کار در مجله Applied Energy با ضریب تأثیر 7/182 (جلد 212، سال 2018، صفحات 552 تا 564) منتشر شده است.

منبع: خبرگزاری مهر
انتشار: 17 آذر 1398 بروزرسانی: 6 مهر 1399 گردآورنده: hadiee.ir شناسه مطلب: 554

به "تولید نانوالیاف هوشمند با قابلیت ذخیره گرما" امتیاز دهید

امتیاز دهید:

دیدگاه های مرتبط با "تولید نانوالیاف هوشمند با قابلیت ذخیره گرما"

* نظرتان را در مورد این مقاله با ما درمیان بگذارید