新型管状碳纤维-离子液体/硬脂酸复合PCMs的制备及性能

由 ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 15:41
文章英文标题
Fabrication and properties of novel tubular carbon fiber-ionic liquids/stearic acid composite PCMs
正文
本工作提出了新型管状碳纤维-离子液体/硬脂酸( CF-ILs / SA )复合相变材料( PCMs )，并采用离心方法在不同纺丝速度下制备。采用聚二甲基硅氧烷( PDMS )薄膜对复合PCMs表面进行改性，得到良好的封装。为调节SA的相变行为，制备了SA15H22N2O3S和C12H16N2O3S等SA和ILs的优良共晶体系。进一步考察了CF-ILs / SA ( ILs∶SA   =   1∶3 )复合PCMs的性能和稳定性。结果表明，较低转速制备的材料由于ILs / SA PCMs的负载量较高，具有较大的潜热。CF-C 12 H 16 N2 O3 S / SA在1800 r / min时的潜热为77.83   k J / kg，经过200次热循环后略有下降，为74.56   k J / kg，优于CF-C 15 H 22 N2 O3 S / SA；与纯SA相比，CF- ILs / SA的热导率大大提高，CF-C 12 H 16 N2 O3 S / SA和CF-C 15 H 22 N2 O3 S / SA的热导率分别为0.79   W / ( m·K )和1.02   W / ( m·K )。这些CF-ILs / SA复合PCMs在200  ℃以下具有较好的热稳定性和优异的机械稳定性，轴向屈服应力为19.0   MPa。这些管状CF-ILs / SA复合PCMs在实际应用中显示出很高的潜力，如在太阳能利用和馀热回收方面。
文章内容（英文）
In this work, novel tubular carbon fiber-ionic liquids/stearic acid (CF-ILs/SA) composite phase change materials (PCMs) were proposed and fabricated with a centrifugal method at different spinning speeds. Polydimethylsiloxane (PDMS) films were used to modify the surfaces of composite PCMs for a good package. Excellent eutectic systems of SA and ILs including C 15 H 22 N 2 O 3 S and C 12 H 16 N 2 O 3 S were produced to adjust the phase change behavior of SA. Properties and stabilities of the CF-ILs/SA (ILs:SA = 1:3) composite PCMs were further investigated. Results showed that the materials fabricated at a lower rotation speed possessed a larger latent heat because of a higher loading of the ILs/SA PCMs. The latent heat of CF-C 12 H 16 N 2 O 3 S/SA at 1800 r/min was 77.83 kJ/kg, and slightly decreased to 74.56 kJ/kg after 200 thermal cycles, which was superior to that of CF-C 15 H 22 N 2 O 3 S/SA. Compared to pure SA, the thermal conductivities of the CF-ILs/SA were greatly enhanced and the values were 0.79 W/(m·K) and 1.02 W/(m·K) for CF-C 12 H 16 N 2 O 3 S/SA and CF-C 15 H 22 N 2 O 3 S/SA, respectively. These CF-ILs/SA composite PCMs had satisfactory thermal stability below 200 °C and outstanding mechanical stability with an axial yield stress of 19.0 MPa. These tubular CF-ILs/SA composite PCMs show high potential in practical applications, such as in solar energy utilization and waste heat recovery.
来源出处
Journal|[J]Renewable EnergyVolume 177, 2021. PP 411-421
DOI
https://doi.org/10.1016/J.RENENE.2021.05.109

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