Using surface-modified UiO-66 with hierarchical pores to pack polyethylene glycol for phase change thermal energy storage: Experiment and molecular dynamics simulations

材料科学 聚乙二醇 PEG比率 化学工程 复合数 热稳定性 成核 过冷 多孔性 分子动力学 热导率 复合材料 热力学 化学 有机化学 物理 工程类 计算化学 经济 财务
作者
Pei Li,Lin Fan,Daili Feng,Xinxin Zhang,Yanhui Feng
出处
期刊:Journal of energy storage [Elsevier BV]
卷期号:55: 105806-105806 被引量:24
标识
DOI:10.1016/j.est.2022.105806
摘要

High performance composite phase change materials (PCMs) act a pivotal part in energy saving and renewable energy development as well as utilization. Herein, hierarchical porous metal–organic framework (MOF) UiO-66-CH3 with a high specific surface area (1086 m2/g) and large pore volume (1.22 cm3/g) was prepared to pack polyethylene glycol 2000 (PEG) organic PCM. The thermal property and stability of the synthesized composite PCMs were explored, and the mechanism was further analyzed by performing molecular dynamics (MD) simulations from an atomic view. The maximum loading of PEG/UiO-66-CH3 is 65 wt%, which is 62.5 % higher than that of single-scale microporous UiO-66. The crystallization ratio of PEG/UiO-66-CH3 exceeds 70 %. MD results prove that in hierarchical porous frameworks, the smaller pores prevent the leakage of PCMs, while the larger pores increase the adsorption of PCMs. Besides, the supercooling degree of PEG/UiO-66-CH3 decrease by 48 % than that of pure PEG, benefiting from the large specific surface area of UiO-66-CH3, which can provide a large number of heterogeneous nucleation sites for PCM. The simulation results reveal that the heat conduction property of UiO-66 and PEG was not affected by the compounding. The thermal conductivity of PEG/UiO-66-CH3 (0.496 W/(m·K)) is 32 % higher than that of SA/Cr-MIL-101-NH2 MOF-based material, while is 107 % higher than that of single-scale mesoporous PEG/MCM-41 composite. The composite PCM shows good thermal stability after 50 times thermal cycling. This work provides theoretical guidance for the synthesis of functional hierarchical porous composite PCMs with excellent thermal storage performance.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
1秒前
研友_VZG7GZ应助赵睿老婆采纳,获得10
2秒前
研友_LB3Nyn完成签到,获得积分10
3秒前
030213lzy完成签到,获得积分10
4秒前
张杰栋发布了新的文献求助30
4秒前
小蘑菇应助可爱的逊采纳,获得30
5秒前
橙子发布了新的文献求助30
5秒前
violetbobo发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
耶耶耶完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
小关完成签到,获得积分10
8秒前
wjm完成签到,获得积分10
9秒前
cdercder应助你们才来采纳,获得10
11秒前
汉堡包应助白真帅采纳,获得10
12秒前
故事的小红花完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
zkx发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
oip1799发布了新的文献求助10
19秒前
橙子完成签到,获得积分20
19秒前
小二郎应助笨笨三德采纳,获得10
19秒前
Snmmer发布了新的文献求助10
20秒前
21秒前
21秒前
23秒前
violetbobo完成签到,获得积分10
24秒前
luster完成签到 ,获得积分10
24秒前
26秒前
烟花应助oip1799采纳,获得10
26秒前
徐峰发布了新的文献求助10
26秒前
27秒前
受伤芝麻发布了新的文献求助10
28秒前
深情安青应助结实初柳采纳,获得10
30秒前
mxf发布了新的文献求助10
30秒前
郑雯予发布了新的文献求助10
30秒前
852应助范莉采纳,获得10
31秒前
小米完成签到,获得积分20
31秒前
zzz完成签到,获得积分10
32秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
久松真一著作集〈第5巻〉禅と芸術 500
Fundamentals of Modern Mathematics: A Practical Review (Dover Books on Mathematics) 500
Cold War Transcended: Australia's China Policy, 1949-1990 470
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6586485
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8360306
关于积分的说明 17902367
捐赠科研通 5729554
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2949885
邀请新用户注册赠送积分活动 1925385
关于科研通互助平台的介绍 1812454