Solid state phase transition materials for thermal energy storage - A review on the potential and limitations of solid-solid phase change materials for latent thermal energy storage
Bachelor thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/3071411Utgivelsesdato
2023Metadata
Vis full innførselSamlinger
- Institutt for kjemi [1404]
Beskrivelse
Full text not available
Sammendrag
Termisk energilagring spiller en viktig rolle i utviklingen av en mer bærekraftigfremtid, og fastfase faseendringsmaterialer for latent termisk energilagring har etstort potensial i denne utviklingen. Latent varmelagring har stor kapasitet for en-ergilagring. Disse systemene gir en høyere lagringstetthet per volum av materiale,samt flere andre termofysiske fordeler; de har et bredt temperaturområde, relativtlave kostnader og enkel produksjonsprosedyre, og de kan lagre relativt høy latentvarme ved faste temperaturer. Fastfase faseendring er en ny teknologi innen la-tent varme lagring. Materialene som brukes for fastfase faseendring er klassifisertsom organiske, uorganiske og hybrider, med forskjellige molekylære strukturer ogtermofysiske egenskaper.
Fastfase faseendringsmaterialer har fordelen av mindre volumforskjell ved fas-eskifte, høy energitetthet, ingen lekkasje, mindre erosjon og lang levetid. Dehar imidlertid ulemper som lavere latent varme og høye faseendringstempera-turer. Et annet problem med fastfase faseendringsmaterialer er at de har relativtlav varmeledningsevne. Denne egenskapen kan imidlertid forbedres ved å blandefaseendringsmaterialer med materialer med høy varmeledningsevne.
Anvendelsen av fastfase faseendringsmaterialer for termisk energilagring i bygningerhar fått økende oppmerksomhet på grunn av den høye energitettheten og evnen tilå lagre og frigjøre energi ved konstant temperatur under faseendring. Disse app-likasjonene kan brukes til å redusere energiforbruket, jevne ut toppenergibehov ogredusere CO2-utslipp fra bygninger. Det er imidlertid fortsatt utfordringer knyt-tet til fastfase faseendringsmaterialer, til tross for den nylige utviklingen og delovende fremtidige mulighetene for materialene og deres applikasjoner. Thermal energy storage plays an important role in the development of a more sus-tainable future, and solid-solid phase change material for latent thermal energystorage shows a lot of potential in this development. Latent heat storage has alarge capacity for energy storage. These systems provides a higher storage densityper volume of material, as well as several other thermophysical advantages; theyhave a wide temperature range, relative low cost and facile production procedure,and they can store relatively high latent heat at fixed temperatures. Solid-solidphase change is a new technology within latent heat storage. The materials usedfor solid-solid phase change are classified as organic, inorganic and hybrid, withdifferent molecular structures and thermophysical properties.
Solid-solid phase change materials have the advantage of a smaller volume differ-ence during phase change, high energy density, no leakage, less erosion and a longlifespan. They do however have drawbacks like lower latent heat and high phasechange temperatures. Another issue with solid-solid phase change materials isthat they have relatively low thermal conductivity. However, this property can beenhanced by mixing the phase change material with materials with high thermalconductivity.
The application of solid-solid phase change materials for thermal energy storagein buildings have gained increasing attention due to their high energy density andability to store and release energy at constant temperature during phase change.These applications can be used to reduce energy consumption, even out peakenergy demand, and reduce CO2 emissions from buildings. However, there arestill challenges connected to solid-solid phase change materials, despite the recentdevelopment and promising future possibilities for the materials and their appli-cations.