Σύνθεση και χαρακτηρισμός σύνθετων σωματιδίων αλλαγής φάσης για την αποθήκευση θερμικής ενέργειας.

Ποδάρα, Χριστίνα; Podara, Christina

dc.contributor.author	Ποδάρα, Χριστίνα	el
dc.contributor.author	Podara, Christina	en
dc.date.accessioned	2022-02-28T10:00:53Z
dc.date.available	2022-02-28T10:00:53Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/54865
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.22563
dc.rights	Default License
dc.subject	sol gel	en
dc.subject	Phase change materials	en
dc.subject	Encapsulation	en
dc.title	Σύνθεση και χαρακτηρισμός σύνθετων σωματιδίων αλλαγής φάσης για την αποθήκευση θερμικής ενέργειας.	el
dc.contributor.department	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υδατικών Πόρων”	el
heal.type	masterThesis
heal.secondaryTitle	Synthesis and characterization of composite Phase Change Materials (PCM) for thermal energy storage.	el
heal.classification	Επιστήμη Υλικών	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-07-06
heal.abstract	Η διαχείριση της κατανάλωσης ενέργειας είναι ζωτικής σημασίας για τις σύγχρονες κοινωνίες. Η μειωμένη διαθεσιμότητα των ορυκτών καυσίμων σε συνδυασμό με τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις που προκαλούν, τονίζουν την ανάγκη για την ανάπτυξη νέων τεχνολογιών με χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Σε αυτό το πλαίσιο μελετάται η ανάπτυξη συστημάτων αποθήκευσης θερμικής ενέργειας με την χρήση υλικών αλλαγής φάσης (ΥΑΦ). Η βελτίωση της ενεργειακής κατανάλωσης χρησιμοποιώντας υλικά αλλαγής φάσης θεωρείται μια λύση που θα μπορούσε να εξισορροπήσει τον ενεργειακό εφοδιασμό σε διάφορους τομείς, με σημαντικότερο τον κτιριακό. Τα συστήματα αποθήκευσης θερμικής ενέργειας με ΥΑΦ έχουν διερευνηθεί για πολλές εφαρμογές κτιρίων, καθώς αποτελούν μια πολλά υποσχόμενη και βιώσιμη μέθοδο για τη μείωση της κατανάλωσης καυσίμου και ηλεκτρικής ενέργειας. Ως ΥΑΦ χαρακτηρίζονται τα υλικά τα οποία μπορούν να απορροφήσουν μεγάλες ποσότητες θερμικής ενέργειας μέσω αλλαγής της φάσης τους. Η θερμική ενέργεια που απορροφούν μπορεί είτε να αποθηκευτεί, είτε να διοχετευτεί σε κάποιο άλλο σύστημα για την άμεση αξιοποίηση της. Υπάρχει μεγάλη ποικιλία ενώσεων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ΥΑΦ για διαφορετικές εφαρμογές λόγω των διαφορετικών φυσικών και χημικών ιδιοτήτων τους. Οι ενώσεις αυτές μπορούν να ταξινομηθούν σε τρεις κύριες ομάδες: οργανικά υλικά, ανόργανα υλικά και ευτηκτικά μίγματα οργανικών ή/ και ανόργανων ενώσεων. Τα οργανικά ΥΑΦ συγκεντρώνουν έναν αριθμό πλεονεκτημάτων που τα καθιστούν καταλληλότερα για την χρήση τους σε κτιριακές εφαρμογές. Ωστόσο, η απόδοση τους περιορίζεται από την χαμηλή θερμική τους αγωγιμότητα. Έχουν αναπτυχθεί αρκετές μέθοδοι για την βελτίωση της θερμικής αγωγιμότητας των οργανικών ΥΑΦ, όπως η παρασκευή συνθέτων υλικών με θερμικά αγώγιμες μήτρες, η προσθήκη θερμικά αγώγιμων νανοσωματιδίων κ.ά., με σημαντικότερη και περισσότερο διερευνημένη την ενθυλάκωση. Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται η σύνθεση και ο χαρακτηρισμός δύο διαφορετικών ενθυλακωμένων ΥΑΦ. Ως ΥΑΦ χρησιμοποιήθηκε ένα ευτηκτικό μίγμα λιπαρών οξέων, συγκεκριμένα ελαϊκού και παλμιτικού οξέος. Και στις δύο συνθέσεις το ΥΑΦ ενθυλακώθηκε σε κέλυφος διοξειδίου του πυριτίου (SiO2) δημιουργώντας σωματίδια πυρήνα/κελύφους στην μίκρο-κλίμακα. Η ενθυλάκωση πραγματοποιήθηκε με την μέθοδο λύματος-πηκτής και διεπιφανειακής πολυσυμπύκνωσης. Στην δεύτερη σύνθεση, τα σωματίδια επεξεργάστηκαν περεταίρω για την προσκόλληση οξειδίου του γραφενίου (GO) στο κέλυφος τους προκειμένου να ενισχυθεί η θερμική τους αγωγιμότητα. Τα σωματίδια που προέκυψαν χαρακτηρίστηκαν με μια σειρά από μεθόδους προκειμένου να προσδιοριστούν οι ιδιότητες τους. Πραγματοποιήθηκε μορφολογικός χαρακτηρισμός με την παρατήρηση στο Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο Σάρωσης (SEM) και στο Μικροσκόπιο Διερχόμενης Δέσμης (ΤΕΜ), μέσω των οποίων προσδιορίστηκε το μέγεθος τους και πραγματοποιήθηκε στοιχειακή ανάλυση τους. Ακόμα, προσδιορίστηκε η χημική και κρυσταλλογραφική δομή τους με φασματοσκοπία υπέρυθρου με μετασχηματισμό Φουριέ (FTIR) και φασματοσκοπία περίθλασης ακτινών Χ (XRD). Όσον αφορά τις θερμικές ιδιότητες, που είναι και το ζητούμενο για την χρήση τους ως ΥΑΦ, πραγματοποιήθηκε θερμοσταθμική ανάλυση (TGA) για τον προσδιορισμό της χημικής σταθερότητας του υλικού, διαφορική θερμιδομετρία σάρωσης (DSC) για τον προσδιορισμό των θερμικών χαρακτηριστικών και της θερμικής απόδοσης και σταθερότητας σε πολλούς κύκλους ψύξης/θέρμανσης. Τέλος, για την σύγκριση της θερμικής αγωγιμότητας μεταξύ των δύο προϊόντων, αυτή μετρήθηκε με την μέθοδο θερμαινόμενου δίσκου (hot disc) σε σύνθετα δοκίμια εποξειδικής ρητίνης και αξιολογήθηκε ποιοτικά.	el
heal.advisorName	Χαριτίδης, Κωνσταντίνος
heal.advisorName	Κορδάτος, Κωνσταντίνος
heal.committeeMemberName	Χαριτίδης, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Κορδάτος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Κυρίτσης, Απόστολος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	75 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false