العديد من التصنيفات الرئيسية وخصائص كل منها لمواد تغيير الطور

يمكن تقسيم المواد المتغيرة الطور (PCMs) إلى عدة فئات بناءً على تركيبها الكيميائي وخصائص تغير الطور، ولكل منها مزايا وقيود تطبيقية محددة.تشتمل هذه المواد بشكل أساسي على PCMs العضوية، وPCMs غير العضوية، وPCMs الحيوية، وPCMs المركبة.فيما يلي مقدمة تفصيلية لخصائص كل نوع من مواد تغيير الطور:

1. المواد العضوية المتغيرة الطور

تشتمل المواد العضوية المتغيرة الطور بشكل أساسي على نوعين: البارافين والأحماض الدهنية.

-البارافين:
-الميزات: ثبات كيميائي عالي، وقابلية إعادة استخدام جيدة، وسهولة تعديل نقطة الانصهار عن طريق تغيير طول السلاسل الجزيئية.
- العيوب: التوصيل الحراري منخفض، وقد يكون من الضروري إضافة مواد موصلة للحرارة لتحسين سرعة الاستجابة الحرارية.
-الأحماض الدهنية:
-الميزات: لديه حرارة كامنة أعلى من البارافين وتغطية واسعة لنقطة الانصهار، ومناسبة لمتطلبات درجات الحرارة المختلفة.
- العيوب: قد تخضع بعض الأحماض الدهنية للفصل المرحلي وتكون أكثر تكلفة من البارافين.

2. المواد غير العضوية المتغيرة الطور

تشمل المواد غير العضوية المتغيرة الطور المحاليل الملحية والأملاح المعدنية.

– محلول الماء المالح :
-المميزات: ثبات حراري جيد، حرارة كامنة عالية، وتكلفة منخفضة.
- العيوب: أثناء التجميد قد يحدث تصفيح وهو مسبب للتآكل ويتطلب مواد حاوية.
-الأملاح المعدنية:
-الميزات: درجة حرارة انتقالية عالية الطور، مناسبة لتخزين الطاقة الحرارية ذات درجة الحرارة العالية.
- العيوب: هناك أيضًا مشكلات في التآكل وقد يحدث تدهور في الأداء بسبب الذوبان والتصلب المتكرر.

3. المواد الحيوية المتغيرة الطور

مواد تغيير الطور ذات الأساس الحيوي هي مركبات PCM مستخرجة من الطبيعة أو يتم تصنيعها من خلال التكنولوجيا الحيوية.

-سمات:
- صديقة للبيئة، قابلة للتحلل، خالية من المواد الضارة، تلبي احتياجات التنمية المستدامة.
- يمكن استخلاصه من مواد أولية نباتية أو حيوانية، مثل الزيوت النباتية والدهون الحيوانية.
-سلبيات:
-قد تكون هناك مشكلات تتعلق بالتكاليف المرتفعة وقيود المصدر.
- الثبات الحراري والتوصيل الحراري أقل من أجهزة PCM التقليدية، وقد يتطلبان تعديلًا أو دعمًا للمواد المركبة.

4. المواد المركبة المتغيرة الطور

تجمع مواد تغيير الطور المركبة بين PCMs ومواد أخرى (مثل المواد الموصلة للحرارة، والمواد الداعمة، وما إلى ذلك) لتحسين خصائص معينة لـ PCMs الموجودة.

-سمات:
- من خلال الجمع بين مواد التوصيل الحراري العالية، يمكن تحسين سرعة الاستجابة الحرارية والاستقرار الحراري بشكل كبير.
- يمكن إجراء التخصيص لتلبية متطلبات التطبيق المحددة، مثل تعزيز القوة الميكانيكية أو تحسين الاستقرار الحراري.
-سلبيات:
- قد تكون عملية التحضير معقدة ومكلفة.
- مطلوب تقنيات مطابقة المواد ومعالجتها بدقة.

تتمتع كل من مواد تغيير الطور هذه بمزاياها الفريدة وسيناريوهات التطبيق.يعتمد اختيار نوع PCM المناسب عادةً على متطلبات درجة حرارة التطبيق المحددة، وميزانية التكلفة، واعتبارات التأثير البيئي، وعمر الخدمة المتوقع.مع تعميق البحث وتطوير التكنولوجيا، تم تطوير مواد تغيير الطور

ومن المتوقع أن يتوسع نطاق التطبيق بشكل أكبر، خاصة في تخزين الطاقة وإدارة درجة الحرارة.