مقایسه روش های تهیه پودر کامپوزیتی co3o4-fe2o3 به عنوان ماده ذخیره کننده انرژی حرارتی و مطالعه مورفولوژی و تغییر فاز آن در طی واکنش های احیا – اکسیداسیون

در این تحقیق پودر کامپوزیتی co3o4 حاوی 15 درصد وزنی fe2o3 به دو روش کلی شامل الف آسیاکاری هم زمان (0، 1 و 16 ساعت) مخلوط اکسید ها و ب آسیاکاری جداگانه اکسید کبالت (0، 1 و 16 ساعت) و اکسید آهن (0، 0.5 و 7 ساعت) و سپس مخلوط کردن آنها، تهیه و از نظر اندازه متوسط ذرات، مورفولوژی ذرات، نحوه پخش ذرات فاز ثانویه (اکسید آهن)، آنالیز فازی و ظرفیت ذخیره انرژی حرارتی به روش های fe-sem، xrd و ترموگراویمتری مورد مطالعه قرار گرفت. مشخص شد که روش‌ آماده سازی تاثیر محسوسی بر اندازه ذرات ماده و ظرفیت ذخیره اکسیژن (معادل ظرفیت ذخیره انرژی حرارتی) دارد و افزودن اکسید آهن و نیز کاهش اندازه ذرات آن به عنوان فاز ثانویه موجب افزایش ظرفیت ذخیره ماده نسبت به اکسید کبالت اولیه می شود. نتایج نشان داد که به طور کلی نمونه های تهیه شده به روش الف ظرفیت ذخیره انرژی پایین تری نسبت به نمونه های تهیه شده به روش ب دارند. علاوه بر این مشخص شد که پودر کامپوزیتی تهیه شده به روش ب در زمان آسیا کاری کوتاه تر فاز زمینه (اکسید کبالت) منجر به ایجاد اندازه های ذرات کوچکتر در طی فرایندهای احیااکسیداسیون می شود. همچنین نتایج نشان داد که کاهش اندازه ذرات پودر کامپوزیتی الزاما هم جهت با بهبود ظرفیت ذخیره انرژی حرارتی ماده نمی تواند باشد و سایر عوامل مانند تشکیل فاز اسپینل (fe2o3.coo) نیز از عواملی است که تاثیر زیادی در کاهش ظرفیت ذخیره انرژی حرارتی در ماده دارد.

Comparison of Preparation Methods of Co3O4Fe2O3 Composite Powder as a Heat Storage Material and Study of its Morphological and Phase Evolution during Redox Reactions

In this study, Co3O415 wt. % Fe2O3 composite powder was synthesized by two methods including: Asimultaneous milling of oxide mixtures (0, 1 and 16 h) and Bseparately milling of cobalt oxide (0, 1 and 16 h) and iron oxide (0, 0.5 and 7 h) and then mixing. Average particle size, particle morphology, iron oxide distribution, phase analysis, and heat storage capacity were studied by FESEM, XRD and thermogravimetry methods. It was found that preparation method has a significant effect on the abovementioned parameters. The results showed that decreasing of iron oxide particle size and addition of it to cobalt oxide, increase the heat storage capacity of the material relative to asreceived cobalt oxide. It was revealed that samples prepared by method A generally had lower heat storage capacity than samples prepared by method B. In addition, it was found that smallscale particle size of the composite may not necessarily improve heat storage capacity of the material, and spinel phase formation (Fe2O3.CoO) also is a key factor that has a great effect on decreasing the heat storage capacity.