潜热存储系统用于将局部环境的温度保持在恒定范围内。该过程通过嵌入形状稳定剂的相应相变材料在冻结/熔化过程中释放/存储潜热来实现,形状稳定剂是使相变材料保持熔融状态的支架。在这项工作中,选择了高硅 ZSM-5 及其改性版本作为分子和聚合物相变材料(即月桂酸和聚乙二醇)的形状稳定剂,使用溶剂辅助真空浸渍进行浸渍。主要微孔类似物(母体 ZSM-5 及其酸处理衍生物)对每种相变材料的吸收率限制为 40%。相比之下,富含中孔的类似物(在碱性条件下形成)的月桂酸浸渍率达到 65%,聚乙二醇浸渍率达到 70%,且在 70 ◦ C 时无任何泄漏,导致每种复合材料的潜热分别为 106.9 J/g 和 118.6 J/g。一个简单的原型实际应用表明,制备的富含中孔的 ZSM-5 月桂酸和聚乙二醇复合材料在太阳能加热下可将其温度保持比周围环境低 27% 和 22%,而在太阳能加热停止时可将其温度保持高 20% 和 26%。所提出的研究结果表明,中孔富集提高了这些低成本、无毒沸石形状稳定剂对相变材料的吸收,因此使它们成为解决家庭环境加热/冷却过程中能量损失的隔离材料的良好候选者。
对于固/液相变,相变材料 (PCM) 可细分为两大类:无机物质和有机物质。7 无机物质包括盐水合物、盐、金属和合金,而有机物质包括石蜡、非石蜡和多元醇。有机非石蜡包括多种物质,如脂肪酸。此外,无机和/或有机物质的共晶混合物也可用作 PCM。8 大量有机和无机物质的熔点在技术相关范围内,且熔化焓较大。然而,除了具有合适的熔点外,大多数 PCM 都不符合合适存储介质的标准 9,因为它们的熔化焓太低、具有腐蚀性或价格太贵。Zalba 等人最近对合适的 PCM 进行了概述。10 在本研究中,我们重点关注盐水合物。与石蜡和脂肪酸类似,它们的熔化温度在 0°C 至 100°C 之间。脂肪酸被排除在外,因为它们的价格比石蜡高出三倍。8 与石蜡相比,盐水合物有几个优点 11 :