Получение и исследование физико-химических свойств фазопереходных теплоаккумулирующих материалов на основе гексагидрата нитрата цинка

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

В работе получены и исследованы теплоаккумулирующие материалы на основе гексагидрата нитрата цинка Zn(NO3)2·6H2O с добавлением загустителей (поливинилового спирта ПВС, карбоксиметилцеллюлозы КМЦ), зародышеобразователей Co(NO3)2·6H2O, ZnO и расширенного графита. Получено несколько составов с различным соотношением компонентов. Суммарная теплота ΣΔH при остывании лучшего по характеристикам состава 95% Zn(NO3)2∙6H2O + 5% Co(NO3)2∙6H2O) + 1% КМЦ + 1% EGгидр составляет более 500 Дж/г в температурном диапазоне от 80 до 25 °C с температурой плавления 38 °C, теплотой плавления ΔHm 142.8 Дж/г и суммарной плотностью накопления тепла ΣS, равной 1100 МДж/м3. Испытания в тепловом аккумуляторе 4 кг состава показали время разрядки τ=6 ч 40 мин со стабильной температурой теплоносителя 29 °C. Состав 95% Zn(NO3)2∙6H2O + 5% Co(NO3)2∙6H2O) + 1% КМЦ + 1% EGгидр с температурой кристаллизации 30.4 °C и временем разрядки τ в тепловом аккумуляторе 3 ч. Предлагаемые составы могут быть использованы в тепловых аккумуляторах систем отопления, системе теплого пола, для предпускового прогрева двигателей автомобилей за счет накопленного в рабочий период времени тепла, систем охлаждения.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

Д. Тестов

Государственный университет «Дубна»

Autor responsável pela correspondência
Email: dima13-1994@yandex.ru
Rússia, Дубна

С. Моржухина

Государственный университет «Дубна»

Email: dima13-1994@yandex.ru
Rússia, Дубна

В. Гашимова

Государственный университет «Дубна»

Email: dima13-1994@yandex.ru
Rússia, Дубна

А. Моржухин

Государственный университет «Дубна»

Email: dima13-1994@yandex.ru
Rússia, Дубна

Г. Кирюхина

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; Институт экспериментальной минералогии им. акад. Д.С. Коржинского РАН

Email: dima13-1994@yandex.ru
Rússia, Москва; Черноголовка

Е. Попова

Государственный университет «Дубна»

Email: dima13-1994@yandex.ru
Rússia, Дубна

А. Гасиев

Государственный университет «Дубна»

Email: dima13-1994@yandex.ru
Rússia, Дубна

А. Крюкова-Селиверстова

Государственный университет «Дубна»

Email: dima13-1994@yandex.ru
Rússia, Дубна

К. Гринь

Государственный университет «Дубна»

Email: dima13-1994@yandex.ru
Rússia, Дубна

Bibliografia

  1. Моржухин А.М., Тестов Д.С., Моржухина С.В., Корокин В.Ж. // Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2019. № 22–27. C. 92. doi: 10.15518/isjaee.2019.22-27.092-106
  2. Моржухин А.М., Моржухина С.В., Назмитдинов Р.Г., Мойа-Полл А. // Вестн. Международного университета природы, общества и человека «Дубна». Серия: Естественные и инженерные науки. 2016. № 4(36). С. 24.
  3. Morzhukhin A.M., Testov D.S., Morzhukhina S.V. // Materials of Science Forum. 2020. V. 989. P. 165. doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/MSF.989.165' target='_blank'>www.scientific.net/MSF.989.165
  4. Kenisarin M., Mahkamov K. // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 2016. V. 145. P. 255.
  5. McMurdie H.F., Morris M.C., Evans E.H., Paretzkin B., de Groot J.H. // Nat. Bur. of Stand. 1975. Sec. 12. P. 88.
  6. Моржухин А.М., Решетников А.Г., Евсеев А.Э. и др. // Сб. трудов Всероссийской конференции с международным участием 18–19 апреля. Дубна. 2019. С. 118.
  7. Kumar N., Banerjee D., Chaves R. Jr. // J. Energy Storage. 2018. V. 20. P. 153. doi: 10.1016/j.est.2018.09.005.
  8. Sharma A., Tyagi V.V., Chen C.R., Buddhi D. // Renew. Sust. Energ. Rev. 2009. V. 13. P. 318. doi: 10.1016/J.RSER.2007.10.005
  9. Данилин В.Н., Долесов А.Г., Петренко Р.А. Теплоаккумулирующий состав на основе кристаллогидрата нитрата цинка: № 983134. 1982. № 10. C. 2.
  10. Guion J., Sauzade J.D., Laügt M. // Thermochim. Acta 1983. V. 67. № 2. P. 167.
  11. Lane G. // Int. J. Ambient Energy. 1980. V. 1. P. 155.
  12. Aboul-Enein S., Ramadan M.R.I. // Sol. Wind Technol. 1988. V. 5. P. 441.
  13. Abhat A., Aboul-Enein S., Malatidis N.A. // Forschungsbericht. 1982. V. 82–016. P. 193.
  14. Jain S.K. // J. Chem. Eng. Data 1978. V. 23(2). P. 170.
  15. Jain S.K., Tamamuski R. // Can. J. Chem. 1980. V. 58. № 16. P.1697.
  16. Voigt W., Zeng D. // Pure Appl. Chem. 2002.V. 74. № 10. P. 1909.
  17. Patil N.D. // Int J Eng Sci Technol. 2012. V. 4. № 2502. P. 9.
  18. Моржухина С.В., Моржухин А.М., Тестов Д.С. Базы данных свойств теплоаккумулирующих материалов для систем отопления и горячего водоснабжения (БД ТАМ). № 2020621948. 2020. 6.95 МБ.
  19. Мозговой А.Г., Шпильрай Э.Э., Дибиров М.А и др. Теплофизические свойства теплоаккумулирующих материалов. Кристаллогидраты: Обзоры по теплофизическим свойствам веществ. М.: ИВТАН, 1990. С. 105.
  20. Zalba B., Marı́n J.M., Cabeza L.F., Mehling H. // Appl. Therm. Eng. 2003. V. 23. P. 251. doi: 10.1016/S1359-4311(02)00192-8.
  21. Mehling H., Cabeza L.F. // Springer. 2008. P. 308. doi: 10.1007/978-3-540-68557-9.
  22. Cabeza L.F., Castell A., Barreneche C.D. et al. // Renew. Sust. Energ. Rev. 2011. V. 15. P. 1675.
  23. Socaciu L.G. // LEJPT. 2012. № 20. P. 75.
  24. Pielichowska K., Pielichowski K. // Prog. Mater. Sc. 2014. V. 65. P. 67.
  25. Khan Z., Ghafoor A. // Energy Convers. Manag. 2016. V. 115. P. 132.
  26. Kenisarin M., Mahkamov K. // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 2016. V. 145. P. 255.
  27. Xie N., Huang Zh., Luo Z. et al. // Appl. Sci. 2017. V. 7. P. 1317. doi: 10.3390/app7121317.
  28. Wong-Pinto L.-Si., Milian Y., Ushak S. // Renew. Sust. Energ. Rev. 2020. V. 122. P. 109727.
  29. Cunha J.P., Eames Ph. // Appl. Energy. 2016. V. 177. P. 227.
  30. Ehrhardt C., Gjikaj M., Brockner W. // Thermochimica Acta. 2005. V. 432. № 1. P. 36.
  31. Petrov K. et al. //J. of Solid-State Chem. 1992. V. 101. № 1. P. 145.
  32. Yinping Z., Yi J. // Meas Sci and Technol. 1999. V. 10(3). P. 201. doi: 10.1088/0957-0233/10/3/015.
  33. Huang Z. et al. // Sol Energy Mat. and Sol. Cells. 2018. V. 179. P. 152.
  34. Theresa L., Vetraj R. // Mat. Res. Exp. 2019. V. 6. № 12. P. 125527.
  35. Khadiran N. F. et al. // J. of Porous Mat. 2021. V. 28. P. 1797.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. General scheme of preparation of all compositions.

Baixar (88KB)
Metadados
3. Fig. 2. Experimental diffractograms of TAM 1-series and individual crystalline hydrates.

Baixar (374KB)
Metadados
4. Fig. 3. Experimental diffractograms of TAM 2-series and individual crystalline hydrates.

Baixar (457KB)
Metadados
5. Fig. 4. IR spectrum of 95%Zn(NO3)2-6H2O + 5%Co(NO3)2-6H2O + 1%EG + 1%CMC: a - Zn(NO3)2-6H2O/Co(NO3)2-6H2O model mixture; b - 2nd series before thermocycling; c - 2nd series after thermocycling; d - 3rd series before thermocycling; e - 3rd series after thermocycling.

Baixar (333KB)
Metadados
6. Fig. 5. CR spectrum of 95%Zn(NO3)2-6H2O + 5%Co(NO3)2-6H2O + 1%EG + 1%CMC: a - model mixture Zn(NO3)2-6H2O/Co(NO3)2-6H2O; b - 2nd series before thermocycling; c - 2nd series after thermocycling; d - 3rd series before thermocycling; e - 3rd series after thermocycling.

Baixar (441KB)
Metadados
7. Fig. 6. Dependences of heat flux on composition temperature 5 before/after 9 heating cycles in the 2nd series.

Baixar (377KB)
Metadados
8. Fig. 7. Dependences of heat capacity on temperature: a) compositions 5 and 8 in the 2nd and 3rd series; b) compositions 9 and 10 up to 9 heating cycles in the 1st and 3rd series.

Baixar (152KB)
Metadados
9. Fig. 8. Cooling curves of: a) Composition 9 during 9 heating/cooling cycles in series 1; b) Composition 10 during 9 heating/cooling cycles in series 1; t - discharge time.

Baixar (104KB)
Metadados
10. Fig. 9. Cooling curves during 9 heating/cooling cycles: a) Composition 1 in series 1; b) Composition 5 in series 2; c) Composition 8 in series 3.

Baixar (217KB)
Metadados
11. Fig. 10. Cooling curve of composition 8 in the experimental thermal accumulator.

Baixar (71KB)
Metadados
12. Fig. 11. Cooling curve of composition 10 in the experimental thermal accumulator.

Baixar (67KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024