بهبود ضريب هدايت حرارتي ماده تغيير فاز دهنده براي ذخيره‌سازي انرژي حرارتي با استفاده از فناوري نانو

امروزه اهميت استفاده از انرژي‌هاي تجديدپذير بر كسي پوشيده نيست. در ميان انواع انرژي‌هاي تجديدپذير، انرژي خورشيدي، بيشترين كاربرد را به خود اختصاص داده است. اما جمع‌كننده‌هاي خورشيدي در شب و يا هواي ابري كارآيي خود را از دست مي‌دهند. ذخيره‌سازي گرماي نهان توسط مواد تغيير فاز دهنده (PCMs) مي‌تواند به‌عنوان يك راه حل براي مشكل فوق به كار گرفته شود. اما اكثر PCMها، داراي ضريب هدايت حرارتي پاييني هستند. در اين پژوهش براي حل اين مسئله، از فناوري نانو بهره گرفته شده است. از پارافين‌واكس به‌عنوان PCM و از نانوذره اكسيد آلومينيوم (Al2O3) و نانوذره مس (Cu) جهت ارتقاء خواص حرارتي آن به‌عنوان مواد نانوساختار استفاده شدند. خواص ساختاري نانوكامپوزيت‌هاي ساخته شده با ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشر ميداني مطالعه شدند. آزمايش‌ها با آزمون فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي با 3 عامل اصلي، شامل درصد وزني نانوذره (در 3 سطح)، نوع نانوذره (در 2 سطح) و اندازه قطر متوسط نانوذره (در 3 سطح) و همچنين پارافين‌واكس خالص به عنوان نمونه شاهد، با 3 تكرار انجام شده است. ضريب هدايت حرارتي به عنوان مهم‌ترين پارامتر تأثيرگذار بر انتقال حرارت نانوسيالات و PCMها، در يك گستره دمايي براي هر نمونه و در فاز جامد اندازه‌گيري شد. بيشترين و كمترين مقدار آن نسبت به نمونه شاهد به ترتيب 442% و 122% افزايش داشته است. تجزيه واريانس داده‌ها نشان داد اثر اندازه، نوع و غلظت نانوذره آميخته شده در PCM، بر اين ضريب در سطح 1% معني‌دار است، همچنين در اندازه‌هاي مختلف نانوذرات، با افزايش غلظت، مقدار آن افزايش مي‌يابد و در اندازه‌هاي كوچك‌تر، ضريب هدايت حرارتي بهتري مشاهده شد.