상변화 물질(PCM)은 화학적 조성과 상변화 특성에 따라 여러 범주로 나눌 수 있으며, 각각 특정 적용 장점과 한계가 있습니다.이러한 소재에는 주로 유기 PCM, 무기 PCM, 바이오 기반 PCM 및 복합 PCM이 포함됩니다.다음은 각 유형의 상변화 물질의 특성에 대한 자세한 소개입니다.
1. 유기 상변화물질
유기 상변화 물질에는 주로 파라핀과 지방산의 두 가지 유형이 있습니다.
-파라핀:
-특징: 화학적 안정성이 높고 재사용성이 좋으며 분자 사슬의 길이를 변경하여 녹는점 조정이 용이합니다.
-단점: 열전도율이 낮고, 열응답 속도를 향상시키기 위해 열전도성 물질을 추가해야 할 수도 있습니다.
-지방산:
-특징: 파라핀보다 잠열이 높고 융점 범위가 넓어 다양한 온도 요구 사항에 적합합니다.
-단점: 일부 지방산은 상분리를 겪을 수 있으며 파라핀보다 가격이 더 비쌉니다.
2. 무기 상변화물질
무기 상변화 물질에는 식염수와 금속염이 포함됩니다.
-소금물 용액:
-특징: 열 안정성이 좋고 잠열이 높으며 가격이 저렴합니다.
-단점: 동결시 층간박리가 발생할 수 있고 부식성이 있어 용기재질이 필요하다.
-금속염:
-특징: 상전이 온도가 높아 고온 열에너지 저장에 적합합니다.
-단점: 부식 문제도 있으며, 용융과 응고가 반복되어 성능 저하가 발생할 수 있습니다.
3. 바이오 기반 상변화 물질
바이오 기반 상변화 물질은 자연에서 추출되거나 생명공학을 통해 합성된 PCM입니다.
-특징:
-환경 친화적이고 생분해성이 있으며 유해 물질이 없으며 지속 가능한 개발 요구를 충족합니다.
- 식물성 기름, 동물성 지방 등 식물이나 동물성 원료로부터 추출할 수 있습니다.
-단점:
- 높은 비용과 소스 제한 등의 문제가 있을 수 있습니다.
- 열 안정성과 열 전도성은 기존 PCM보다 낮으며 수정이나 복합 재료 지원이 필요할 수 있습니다.
4. 복합 상변화물질
복합 상변화 재료는 PCM을 다른 재료(예: 열 전도성 재료, 지지 재료 등)와 결합하여 기존 PCM의 특정 특성을 향상시킵니다.
-특징:
- 열전도율이 높은 소재와 결합하여 열응답속도와 열안정성을 대폭 향상시킬 수 있습니다.
-기계적 강도 강화 또는 열 안정성 향상과 같은 특정 응용 요구 사항을 충족하도록 맞춤화가 가능합니다.
-단점:
- 준비 과정이 복잡하고 비용이 많이 들 수 있습니다.
- 정확한 소재 매칭과 가공 기술이 필요합니다.
이러한 상변화 물질은 각각 고유한 장점과 적용 시나리오를 가지고 있습니다.적절한 PCM 유형의 선택은 일반적으로 특정 애플리케이션의 온도 요구 사항, 비용 예산, 환경 영향 고려 사항 및 예상 서비스 수명에 따라 달라집니다.연구의 심화와 기술의 발전에 따라 상변화물질의 개발도
특히 에너지 저장 및 온도 관리 분야를 중심으로 적용 범위가 더욱 확대될 것으로 예상됩니다.
게시 시간: 2024년 6월 20일