Репортаж от Wedoany，Кафедра химической инженерии Университета Уэльвы (Universidad de Huelva, UHU) совместно с Исследовательским центром технологий продуктов и химических процессов (Pro2TecS) разработала новый теплоаккумулирующий флюид на основе неводной эмульсии Пикеринга, способный повысить эффективность накопления тепла в солнечных тепловых системах и промышленном управлении тепловыми процессами.
Традиционные теплоаккумулирующие жидкости в основном используют воду в качестве базовой среды, что ограничено температурой кипения 100 °C. Данная команда заменила воду на полиэтиленгликоль 400 (ПЭГ 400) в качестве непрерывной фазы, значительно расширив рабочий диапазон температур. Результаты исследования опубликованы в журнале Thermal Science and Engineering Progress под названием «Влияние концентрации наночастиц на неводные парафиновые эмульсии Пикеринга в ПЭГ 400 для эффективного накопления тепловой энергии» (Effect of nanoparticle concentration on non-aqueous paraffin pickering emulsions in PEG400 for efficient thermal energy storage).
Данная жидкость использует парафин с температурой плавления от 58 до 60 °C в качестве дисперсной фазы, накапливая энергию за счет фазового перехода: при нагревании парафин плавится, поглощая тепло, а при охлаждении затвердевает, выделяя его. Наночастицы диоксида кремния выступают в роли стабилизатора, обволакивая капли парафина и образуя физический барьер, предотвращающий их слияние, что исключает использование традиционных поверхностно-активных веществ. Эта стабильность имеет решающее значение для применения материала в контурах теплообмена, резервуарах или трубопроводных сетях.
Исследовательская группа оценила различные составы с концентрацией диоксида кремния от 0,10% до 3%. Тесты показали, что более высокое содержание наночастиц приводит к образованию более мелких капель и повышает стабильность эмульсии. После многократных циклов нагрева и охлаждения капли парафина сохраняли структурную целостность и равномерное распределение без значительной потери теплоаккумулирующей способности.
Исследователи отмечают, что данная технология может применяться в солнечных тепловых установках, системах рекуперации промышленного тепла, кондиционерах, а также при транспортировке и хранении чувствительных к температуре продуктов. По сравнению с другими материалами на основе парафина, её теплоаккумулирующая способность сопоставима, однако более широкий рабочий диапазон температур, обеспечиваемый неводной базовой жидкостью, придаёт ей большую гибкость в применении.
Исследование финансировалось по программе EMERGIA правительства автономного сообщества Андалусия, Министерством науки, инноваций и университетов Испании, Национальным исследовательским агентством и Европейским фондом регионального развития (FEDER). На следующем этапе команда планирует проверить характеристики материала в реальных условиях эксплуатации на пилотной установке Университета Уэльвы, чтобы продвинуть решения, повышающие энергоэффективность и снижающие зависимость от ископаемого топлива.
