مروری کوتاه بر کامپوزیت ایروژل ‏های پلیمری رسانای گرما

ایروژل‏ ها به دلیل چگالی بسیار کم، تخلخل و مساحت سطح ویژه زیاد و سایر خواص منحصر به‌فرد کاربردهای فراوانی در صنعت دارند. ایروژل‏ های پلیمری رسانای گرما با توجه به نیاز عمده صنعت به کامپوزیت‏ های رسانای گرما و چگالی کم، پرکاربرد هستند. مهم‌ترین کاربرد ایروژل‏ های پلیمری رسانای گرما در کامپوزیت‏ های تغییرفاز (phase change composites, pccs) به عنوان قالب پایدارکننده شکل برای ذخیره انرژی گرمایی است. مواد تغییر فاز (phase change materials, pcms) به مواد بلوری یا نیمه بلوری گفته می شود که در خلال تغییر فاز از جامد به مایع و برعکس، دارای قابلیت ذخیره و دفع انرژی گرمایی هستند. میزان ذخیره یا دفع انرژی گرمایی بستگی به مقدار ماده تغییر فاز در سامانه و آنتالپی ذوببلورینگی آن دارد. ساختار متخلخل ایروژل‏‏ ها، مواد تغییر فاز مذاب را به‌خوبی در خود جای می دهد و از نشت آن‏ها جلوگیری می‏ کند. افزایش ظرفیت بارگیری pcm ها به دلیل تخلخل زیاد ایروژل‏ ها و نیز رسانندگی گرمایی زیاد ایروژل‏ های رسانای گرما، حفظ گرمای نهان انجماد pcc ها را در پی دارد و بازده زیاد آن‏ها را در ذخیره انرژی تضمین می‏ کند. در این مقاله، مهم‌ترین ایروژل ‏های پلیمری رسانای گرما مرور شده اند که پژوهشگران در سال های اخیر آن ها را بررسی کرده اند. همچنین سعی شده است، ایروژل های رسانای مطلوب کاربرد ذخیره گرمایی با منطق استفاده از سامانه‌های تغییر فاز معرفی و تحلیل شود.

A Brief Review on Thermal Conductive Polymeric Aerogel Composites

A Aerogels have many applications in industry due to their very low density, high porosity, high specific surface area, and other unique properties. Thermal conductive polymer aerogels are widely used due to the high demand of industry for low density and high thermal conductive composites. The main application of thermal conductive polymer aerogels is shape stable templet for thermal energy storage systems in phase change composites. Phase change materials (PCMs) are crystalline or semicrystalline materials that have the ability to store or release thermal energy during the phase change from solid to liquid and vice versa. The amount of thermal energy storage/release strongly depends on melting/crystallization enthalpy and mass/volume fraction of phase change material in the system. The porous structure of the aerogel can appropriately store the molten phase change material and prevents its release. Increasing the loading capacity of PCMs due to the high thermal conductivity and porosity of thermal conductive aerogels result in fusion latent heat preserving and ensure their high efficiency in thermal energy storage. In this article, the most important thermal conductive polymer aerogels that researchers have studied in recent years, are reviewed. It has also been tried to introduce and investigate the appropriate conductive aerogels for thermal energy storage based on phase change material systems.