25877

مطالعه تاثير نانوذرات گرافيت، مس‌اكسيد و آهن‌اكسيد بر خواص پارافين به عنوان يك ماده تغيير فاز دهنده (PCM)

كارشناسي ارشد

شيمي معدني

1397-1400

1400/6/27

دكتر محبوبه رباني / دكتر روح اله احمدي

دانشكده شيمي

امروزه با توجه به نياز روز ¬¬¬¬¬‌‌‌‌‌‌‌افزون به انرژي و هزينههاي بالاي تامين، انتقال و توزيع آن، استفاده از روشهاي ذخيرهسازي و نگهداري انرژي، امري مهم و ضروري است. در اين ميان استفاده از مواد تغيير فاز دهنده (PCMها) به دليل سهولت بكارگيري و ظرفيت ذخيرهسازي بالاي انرژي، توجه بسياري از محققان را به خود جلب كرده است. در اين پژوهش پارافين شمع با ضريب هدايت حرارتي 0/201 W/m.k و گرماي نهان 149/3047 J/g به عنوان ماده تغيير فاز دهنده انتخاب شد. همچنين براي افزايش هدايت حرارتي پارافين، سه نوع نانوذره مس‌اكسيد، نانوذره گرافيت و نانوذره آهن‌اكسيد انتخاب شدند و نانوكامپوزيت 1٪ وزني آن‌ها تهيه شد. نتايج آناليزها نشان دادند كه نانوذرات مس‌اكسيد به دليل كاهش كمتر گرماي نهان پارافين از 149/3047 به J/g 0053/127 مطلوب‌تر مي‌باشند. پس از انتخاب نانوذرات مس‌اكسيد، كامپوزيت‌هاي گوناگوني با درصدهاي وزني 5/0 و 1 و 5 و 10 از اين نانوذره و پارافين تهيه شدند و صحت تهيه و همچنين ويژگي‌هاي آن‌ها توسط آناليز‌هاي مختلف مورد ارزيابي قرار گرفتند. بررسي‌ها نشان داد كه با افزايش درصد وزني نانوذرات مس‌اكسيد از 0 تا 10 درصد در پارافين، ضريب هدايت حرارتي به صورت خطي از 201/0 تا W/m.k234/0 افزايش مي‌يابد. اما علي‌رغم افزايش مطلوب ضريب هدايت حرارتي، به علت كاهش بيش از اندازه گرماي نهان مي‌بايست مطلوب‌ترين درصد وزني براي نانوذرات مس‌اكسيد انتخاب شود كه با توجه به بررسي‌هاي صورت گرفته، بهينه‌ترين عدد براي اين نانوذرات درصد وزني 1 انتخاب شد.

1400/10/14

Study of the effect of graphite, copper oxide (CuO) and iron oxide (Fe2O3) nanoparticles on the properties of paraffin as a phase change material (PCM)

9/18/2022 12:00:00 AM

Today, due to the growing need for energy and high costs of supply, transmission and distribution, using energy storage methods is important and necessary. Meanwhile, the use of phase change materials (PCMs) due to the ease of use and high energy storage capacity, has attracted the attention of many researchers. In this study, candle paraffin was selected as the phase change material with thermal conductivity of 0.201 W/m.k and latent heat of 149.3047 J/g. Also, to increase the thermal conductivity of paraffin, three types of graphite nanoparticles, copper oxide (CuO) and iron oxide (Fe2O3) nanoparticles were selected and their %1 by weight nanoparticles were prepared. The results of the analyzes showed that copper oxide nanoparticles are more desirable due to the lower reduction of the latent heat of paraffin from149.3047 to 127.0053 J/g. After selecting copper oxide nanoparticles, various composites with weight percentages of 0.5, 1, 5 and 10 were fabricated from these nanoparticles and paraffin; and the accuracy of fabrication and their properties were evaluated by different analyzes. The results showed that with increasing the weight percentage of copper oxide nanoparticles from 0 to 10% in paraffin, thermal conductivity increased linearly from 0.201 to0.234 W/m.k. But despite the favorable increase in thermal conductivity, due to the excessive reduction of latent heat, the most desireable weight percentage of copper oxide nanoparticles should be selected; that according to the results, the optimal number for these nanoparticles was selected 1% by weight.

: ماده تغيير فاز دهنده، پارافين، نانوذرات مس‌اكسيد، نانوذرات گرافيت، نانوذرات آهن‌اكسيد، گرماي نهان، هدايت حرارتي

Phase change material (PCM), Paraffin, Copper Oxide (CuO) nanoparticles, Graphite nanoparticles, Iron Oxide (Fe2O3) nanoparticles, Latent heat, Thermal conductivity