SUPER-BIO-PCM: Superior Form-Stable Biochar Encapsulated Phase Change Materials for Direct Solar Absorption

SUPER-BIO-PCM:用于直接吸收太阳能的卓越形态稳定的生物炭封装相变材料

基本信息

  • 批准号:
    EP/X027783/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 25.97万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Fellowship
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2022 至 无数据
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Advancement in the field of thermal energy storage (TES) is crucial to meet the rapidly growing energy demand. Among the available TES techniques, latent heat storage has promising applicability, and paraffins are commonly used due to their inherent technical and economic advantages. The direct employment of these materials has a long-standing bottleneck for system-level applications due to leakage above the normal melting temperature and low heat transfer performance (low thermal conductivity). This proposal addresses these challenges by developing and implementing a novel form of stable phase change material (PCM) composite encapsulated by biochars. A comprehensive investigation of the fundamental aspects of heat transfer during charging and discharging, as well as the parameters affecting the properties of form-stable PCM-Biochar composite (fs-PBC), will be carried out both numerically and experimentally. The properties of fs-PBC will be characterised and compared to those of a typical PCM. Following the successful evaluation of the basic and fundamental properties of fsPBC, this novel material will be employed in a Photovoltaic-thermal (PV/T) collector to assess its thermal output and cooling efficiency. The proposed fsPBC, once it is developed, will provide a cost-effective solution for energy storage and PV cooling, delivering wide impacts on the economy and environment. The proposed research offers innovations at both material and system levels. Therefore, once the route of preparing the novel PCM based composite is established, the same procedure can be replicated for several other applications, including lightweight high strength roof material for buildings with better thermal regulation, battery thermal management in electric vehicles, and cooling electronic devices.
热能储存(TES)领域的进步对于满足快速增长的能源需求至关重要。在现有的TES技术中,潜热蓄热具有很好的适用性,石蜡由于其固有的技术和经济优势而被广泛使用。由于泄漏高于正常熔化温度和低传热性能(低导热系数),这些材料的直接使用在系统级应用中存在长期瓶颈。该提案通过开发和实施一种由生物炭封装的新型稳定相变材料(PCM)复合材料来解决这些挑战。对充放电过程中传热的基本方面以及影响形态稳定的pcm -生物炭复合材料(fs-PBC)性能的参数进行了全面的研究,将进行数值和实验。fs-PBC的特性将被表征并与典型的PCM进行比较。在成功评估了fsPBC的基本和基本特性之后,这种新材料将被用于光伏-热(PV/T)集热器,以评估其热输出和冷却效率。拟议中的fsPBC一旦开发出来,将为储能和光伏冷却提供一种具有成本效益的解决方案,对经济和环境产生广泛的影响。拟议的研究在材料和系统层面都提供了创新。因此,一旦制备新型基于PCM的复合材料的路线确立,同样的过程可以复制到其他几种应用中,包括用于具有更好热调节的建筑物的轻质高强度屋顶材料,电动汽车的电池热管理以及冷却电子设备。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Development of novel form-stable PCM-biochar composites and detailed characterization of their morphological, chemical and thermal properties
  • DOI:
    10.1016/j.est.2024.110995
  • 发表时间:
    2024-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    9.4
  • 作者:
    Dudul Das;Ondrej Masek;Manosh C. Paul
  • 通讯作者:
    Dudul Das;Ondrej Masek;Manosh C. Paul
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