Journals / Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2020 / Cilt: 9 - Sayı: 1

DEVELOPMENT OF MICROENCAPSULATED N-OCTADECANE/NANOCLAY COMPOSITE PHASE CHANGE MATERIALS FOR THERMAL ENERGY STORAGE APPLICATIONS

ISIL ENERJİ DEPOLAMA UYGULAMALARINA YÖNELİK MİKROKAPSÜLLENMİŞ N-OKTADEKAN/NANOKİL KOMPOZİT FAZ DEĞİŞTİREN MALZEMELERİN GELİŞTİRİLMESİ

Pages
675–687
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

The usage potential of microcapsules in latent heat storage applications at low temperature (20-35 ° C) with owing to phase change temperature range, thermal energy storage capacities and thermal stabilities were investigated.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:Phase change materials (FDMs) are materials that allow thermal energy to be stored as a latent heat and can be used in a wide range of thermal energy storage applications owing to its high latent heat storage capacities.
📊
Key Findings & Data:It is also possible that adding various inorganic porous fillers as a support material during the encapsulation process to increase the structural, chemical and thermal stability of these materials.
💡
Conclusion & Impact:The usage potential of microcapsules in latent heat storage applications at low temperature (20-35 ° C) with owing to phase change temperature range, thermal energy storage capacities and thermal stabilities were investigated.
🔬Design:Research Article
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Kompozit faz değiştiren maddeler · n-oktadekan · ısıl enerji depolama

Abstract

Phase change materials (FDMs) are materials that allow thermal energy to be stored as a latent heat and can be used in a wide range of thermal energy storage applications owing to its high latent heat storage capacities. The paraffins in the organic class of FDMs are come into prominence by their high latent heat storage capacities, thermal and chemical stability. However, the direct use of these materials in the storage of thermal energy is not suitable because of its potential risk to leakage in liquid phase. Therefore, the macro / micro scale encapsulation process to be applied to these materials is one of the suitable solution ways. It is also possible that adding various inorganic porous fillers as a support material during the encapsulation process to increase the structural, chemical and thermal stability of these materials. In this study, n-octadecane (OD), one of the FDMs, was encapsulated in micro-size by phase inversion emulsification in the presence of surface modified montmorillonite clay contained 15-35 wt% octadecylamine and 0.5-5 wt% aminopropyltriethoxysilane. The usage potential of microcapsules in latent heat storage applications at low temperature (20-35 ° C) with owing to phase change temperature range, thermal energy storage capacities and thermal stabilities were investigated.

Özet

Faz değiştiren maddeler (FDMler), ısıl enerjinin gizli ısı olarak depolanabilmesine olanak tanıyan ve yüksek gizli ısı depolama kapasiteleriyle oldukça geniş bir yelpazedeki ısıl enerji depolama uygulamalarında kullanılabilen malzemelerdir. FDMlerin organik sınıfında yer alan parafinler, yüksek gizli ısı depolama kapasiteleri, ısıl ve kimyasal kararlılıklarıyla ön plana çıkmaktadır. Bununla beraber bu malzemelerin ısıl enerji depolamada doğrudan kullanımı, sıvı faz halinde sızdırma potansiyeli nedeniyle uygun değildir. Dolayısıyla bu malzemelere uygulanacak makro/mikro ölçekli kapsülasyon işlemi uygun çözüm yollarından biridir. Ayrıca bu malzemelerin yapısal, kimyasal ve ısıl kararlılıklarının arttırılması amacıyla çeşitli inorganik gözenekli dolguların kapsülasyon işlemi esnasında destek malzeme olarak ilavesi de mümkün olmaktadır. Bu çalışmada, FDMlerden biri olan n-oktadekan (OD) ağırlıkça %15-35 oktadesilamin ve %0,5-5 aminopropiltrietoksisilan ile yüzeyi modifiye edilmiş montmorillonit kili varlığında faz inversiyon emülsifikasyonu yöntemiyle mikro boyutta kapsüllenmiştir. Hazırlanan mikrokapsüllerin faz değişim sıcaklık aralığı, ısıl enerji depolama kapasiteleri ve ısıl kararlılıklarıyla düşük sıcaklıktaki (20-35°C) gizli ısı depolama uygulamalarında kullanılabilme potansiyelleri araştırılmıştır.

🔖

Cite This Article

MERT, H. H., BAYRAM, S. (2020). DEVELOPMENT OF MICROENCAPSULATED N-OCTADECANE/NANOCLAY COMPOSITE PHASE CHANGE MATERIALS FOR THERMAL ENERGY STORAGE APPLICATIONS. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt: 9 - Sayı: 1, 675–687. https://ajindex.com/articles/290121

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (13)

  1. MERT, M.S., SERT, M., MERT, H.H., “Isıl Enerji Depolama Sistemleri için Organik Faz Değiştiren Maddelerin Mevcut Durumu Üzerine Bir İnceleme”, Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 6(1), 161-174, 2018
  2. ZALBA, B., MARIN, J.B., CABEZA, L.F., MEHLING, H. “Review on Thermal Energy Storage with Phase Change; Materials, Heat Transfer Analysis and Applications”, Applied Thermal Engineering, 23, 251-283, 2003
  3. ALKAN, C., SARI, A., KARAİPEKLİ, A., “Preparation, Thermal Properties and Thermal Reliability Of Microencapsulated N-Eicosane as Novel Phase Change Material for Thermal Energy Storage”, Energy Conversion and Management, 52, 687-692, 2011
  4. SARI, A., ALKAN, C., ALTINTAŞ, A., “Preparation, Characterization and Latent Heat Thermal Energy Storage Properties of Micro-Nanoencapsulated Fatty Acids by Polystyrene Shell”, Applied Thermal Engineering, 73, 1160-1168, 2014
  5. KEE, S.Y., MUNUSAMY, Y., ONG, K.S., “Review of Solar Water Heaters Incorparating Solid-Liquid Organic Phase Change Materials as Thermal Storage”, Applied Thermal Engineering, 131, 455-471, 2018
  6. KHAN, M.M.A., SAIDUR, R., AL-SULAIMAN, F.A., “A Review for Phase Change Materials (PCM)s in Solar Absorption Refrigeration Systems”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 76, 105-137, 2017
  7. IQBAL, K., SUN, D., “Development of Thermo-Regulating Polypropylene Fıbre Containing Microcapsulated Phase Change Materials” Renewable Energy, 71, 473-479, 2014
  8. GAO, T, YANG, Z., CHEN, C., Li, Y., Fu, K., Dai, J., vd., “Three Dimensional Printed Thermal Regulation Textiles”, ACS Nano, 11, 11513-11520, 2017
  9. KHADIRAN, T., HUSSEIN, M.Z., ZAINAL, Z., RUSLI, R., “Shape-Stabilised N-Octane/Activated Carbon Nanocomposite Phase Change Material for Thermal Energy Storage”, Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 55, 189-197, 2015
  10. UMAIR, M.M., ZHANG, Y., IQBAL, K., ZHANG, S., TANG, B., “Novel Strategies and Supporting Materials Applied to Shape-Stabilize Organic Phase Change Materials for Thermal Energy Storage-A Review”, Applied Energy, 235, 846-873, 2019
  11. SARI, A., ALKAN, C., DÖĞÜŞCÜ, D.K., BİÇER, A., “Micro/Nano-Encapsulated N-Heptadecane with Polystyrene Shell for Latent Heat Thermal Energy Storage”, Solar Energy Materials &Solar Cells, 126, 42-50, 2014
  12. KONUKLU, Y., PAKSOY, H.O., ÜNAL, M., “Nanoencapsulation Of N-Alkanes with Poly(Styrene-Co-Ethylacrylate) Shells for Thermal Energy Storage”, Applied Energy, 150, 335-340, 2015
  13. ZHAO, C.Y., WU, Z.G.,