연구 배경
상변화물질(PCM)은 친환경성과 지속가능성으로 인해 건물 온도 조절, 폐열 재활용, 전자 제품의 방열에 널리 사용됩니다. 다양한 종류의 PCM 중 폴리에틸렌 글리콜(PEG)이나 파라핀 왁스와 같은 유기 PCM(OPCM)은 상변화 엔탈피가 높고, 상변화 온도 범위가 더 적합하며, 부식성이 낮고, 독성이 없으며, 열 안정성이 우수하여 다른 종류의 PCM보다 더 널리 사용됩니다. 그러나 OPCM은 낮은 열전도도와 녹는점 이상에서 누출되는 경향이 있어 대규모 적용에 심각한 장애가 됩니다. 따라서 연구진은 이러한 문제에 대한 광범위한 연구를 수행해 왔습니다.
기사 소개
최근, 구이린 전자과학기술대학교의 Zou Yongjin 교수와 Sun Lixian 교수 연구팀이 안정적인 다기능 OPCM 제작을 위해 새로운 탄화 멜라민 폼/환원된 그래핀 산화물 코팅 구리 네트워크(MF/rGO/Cu-C)를 개발했습니다. PEG는 열 저장 재료로 선택되었으며, 본 논문에서는 진공 함침법을 통해 복합 OPCM(PEG@MF/rGO/Cu-C)을 제조했습니다. pEG@MF/rGO/Cu-C는 높은 용융 엔탈피(148.3 J g-1)와 결정화 엔탈피(143.9 J g-1)를 가지고 있습니다. 또한, 열전도도는 0.4621 W m-1K-1로 PEG@MF 대비 463% 향상되었습니다. 또한, 복합 OPCM은 우수한 광열 변환 특성과 전기열 변환 특성을 나타내므로 다학제적 응용 가능성이 있습니다.
그래픽 분석
- GO는 용액 함침을 통해 MF(멜라민 폼) 3D 프레임워크에 적재되어 MF/GO 네트워크를 얻습니다. 그런 다음 MF/GO를 화학적으로 구리 도금하고 구리 도금 공정 중에 GO를 동시에 환원하여 MF/rGO/Cu를 얻습니다. 그런 다음 MF/rGO/Cu 네트워크를 고온에서 탄화하여 MF/rGO/Cu-C를 얻습니다. 마지막으로 PEG를 진공 함침하여 MF/rGO/Cu-C에 적재하여 PEG@MF/MF/rGO/Cu-C 복합 OPCM을 얻습니다.
- SEM을 이용하여 재료의 형태를 관찰했습니다. MF의 주형 작용으로 MF/GO, MF/rGO/Cu, 그리고 MF/rGO/Cu-C 모두 유사한 3차원 다공성 메시 구조를 가지게 되었습니다. 또한, SEM 이미지에서 Cu 입자의 성공적인 로딩을 확인할 수 있습니다.
- XRD, FT-IR 및 XPS 분석 결과는 구리 입자의 성공적인 적재와 GO의 성공적인 환원을 보여줍니다.
- DSC를 이용하여 OPCM의 상변화 거동을 조사하였다. 모든 복합 OPCM의 DSC 곡선은 순수 PEG의 DSC 곡선과 유사하였으며, 용융 피크와 결정화 피크를 보였다. 이는 운반체 첨가가 PEG의 결정화 거동에 영향을 미치지 않았음을 나타낸다. 또한, rGO와 Cu의 첨가 및 탄화 처리는 네트워크의 열전도도를 향상시켰다.
- PEG@MF/rGO/Cu-C는 뛰어난 광 및 전기 열 변환 기능을 가지고 있습니다.
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SINOYQX 소개
SINOYQX는 가스 체인을 기반으로 요소(AdBlue), 멜라민, 멜라민 폼, 멜라민 시아누레이트(MCA), 폴리인산염(MPP), 폴리비닐 부티랄 수지(저중합 PVB 수지) 및 기타 화학 제품을 생산하는 거대 화학 기업입니다. AdBlue의 연간 생산 용량은 150,000만 리터, 과립 600,000만 톤, 멜라민 50,000만 톤, 멜라민 폼 200,000만 입방미터, 멜라민 시아누레이트(MCA) 3만 톤입니다. 또한, Transulate(50,000M Thinsulate와 동일)는 하루 3만 제곱미터를 생산합니다.
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