19496

۱۹۴۹۶

ارزيابي تجربي ماده تغيير فازدهنده اكتادكانِ نانوكپسوله شده مورداستفاده در سيستم‌هاي ذخيره‌سازي انرژي حرارتي

كارشناسي ارشد

مهندسي سيستم هاي انرژي - انرژي و محيط زيست

۱۳۹۴-۱۳۹۷

۱۳۹۷/۰۳/۲۸

دكتر صادق صادق زاده - دكتر عليرضا زاهدي

دكتر محمد مهرعلي

فناوري هاي نوين

در سال‌هاي اخير، مواد تغيير فازدهنده ارگانيك كه به‌عنوان سيستم‌هاي ذخيره كننده انرژي حرارتي شناخته‌شده‌اند، توجهات بسياري را به‌سوي خود جلب كرده اند. در همان ابتداي كاربرد آنها، فنّاوري كپسوله سازي به‌عنوان يك روش مؤثر در جهت بهبود پايداري اين مواد مورداستفاده قرارگرفته است. روش‌هاي متفاوت كپسوله سازي هركدام با توجه به نوع كپسول توليدي‌شان مي‌توانند تأثير به سزايي در عملكرد آن‌ها در طول سيكل‌هاي حرارتي متفاوت داشته باشند و عاملي تعيين‌كننده براي پايداري آن‌ها به‌حساب بيايند. در كار پيش رو با استفاده از روش ميني امولسيون، تلاش شده است تا به كم‌ترين ابعاد مطلوب دست‌يافت تا بتوان به بالاترين حد پايداري در اين مواد رسيد و درعين‌حال انرژي حرارتي اين مواد را نيز در سطح مناسبي نگه داشت. همچنين در اين پايان‌نامه به‌منظور تحليل دقيق خواص مواد كپسوله شده آزمون‌هايي نظير: طيف‌سنجي تبديل فوريه مادون‌قرمز به‌منظور تعيين ساختار پوسته ايجادشده، آزمون ميكروسكوپ الكتروني روبشي به‌منظور تعيين نحوه آرايش كپسول‌ها به‌صورت سه‌بعدي، آزمون گرماسنجي افتراقي جهت ارزيابي حرارتي مواد تغيير فازدهنده كپسوله شده و همچنين آزمون پراكندگي نور ديناميكي جهت اندازه‌گيري ابعاد كپسول‌هاي تشكيل‌شده در امولسيون مورداستفاده قرارگرفته است كه نتايج و تحليل آن‌ها نشان مي‌دهد مواد كپسوله شده با هسته اكتادكان و پوسته پليمري پلي متيل متاكريلات با درصد وزني 50/50 داراي انرژي حرارتي J/g 97، دماي ذوب ℃6/28، دماي انجماد ℃44/25 و ميانگين ابعاد 58/158 نانومتر بوده و همچنين راندمان كپسوله سازي آن‌ها 43% بوده است كه پتانسيل كافي براي ذخيره سازي انرژي حرارتي را دارا مي باشند.

1397/07/21

Experimental Evaluation of Nano-Encapsulated Phase Change Material N-Octadecane Used in Thermal Energy Storage Systems

9/23/2018 12:00:00 AM

In recent years, organic phase change materials that have attracted much attention, known as heat energy storage systems. At the beginning of the application of these materials, encapsulation technology has been used as an effective way to improve their stability. Different encapsulation methods, depending on the type of capsule produced, can have a significant effect on their performance over different thermal cycles and are a determinative factor for their stability. In the foregoing work, using the mini-emulsion method and the use of polymeric shells has been tried to reach the minimum desired dimensions in order to achieve the highest stability in these materials while maintaining the thermal energy of these materials at a suitable level. In this thesis, in order to accurately analyze the properties of encapsulated materials, some tests have used, such as Fourier transform infrared spectroscopy was used to determine the structure of the crust formed. Scanning electron microscopy test, To determine how the capsules are arranged in 3D. For the thermal evaluation of the encapsulated phase change material a Differential Scanning Calibration test has used. Also, Dynamic light scattering test was used to measure the dimensions of capsules formed in the solution. Their results and their analysis showed that the encapsulated phase change materials with n-octadecane as core and PMMA as Shell with 50/50 wt% have a thermal energy of 97 J/g, the melting point of 28/6℃, the solidification point of 25/44℃ and an average dimension of 158.58 nm, as well as 40% encapsulated efficiency which has the good potential to store thermal energy.