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
hupo发布了新的文献求助10
刚刚
殿下发布了新的文献求助10
刚刚
Jasper的应助被烂漫远望采纳,获得10
1秒前
Owen的应助被FWY采纳,获得10
1秒前
1秒前
3秒前
科研通AI6.4的应助被悲伤土豆采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
深情安青的应助被殿下采纳,获得10
5秒前
杨杨杨完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
科研通AI6.2的应助被CC采纳,获得10
5秒前
jialin完成签到 ,获得积分10
6秒前
李爱国的应助被生动的猫咪采纳,获得10
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
大方菲音完成签到,获得积分10
8秒前
YD完成签到 ,获得积分10
8秒前
AdamJie的应助被楪喆采纳,获得20
8秒前
莫养羊的应助被Olsters采纳,获得10
10秒前
11秒前
asurada发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
张叉叉的应助被机灵书蝶采纳,获得10
11秒前
FWY发布了新的文献求助10
12秒前
抱抱不哭发布了新的文献求助10
12秒前
Sandy发布了新的文献求助10
12秒前
科研通AI6.4的应助被陈jiajia采纳,获得10
12秒前
13秒前
14秒前
文献求求完成签到 ,获得积分10
14秒前
安安爱阎魔完成签到,获得积分10
15秒前
酷波er的应助被MOLV采纳,获得10
15秒前
刁山山发布了新的文献求助10
15秒前
殿下发布了新的文献求助10
16秒前
rong完成签到 ,获得积分10
16秒前
16秒前
17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
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
Les Mots du discours 600
The Future of Digital Well-Being 600
5th World Conference on Detergents: Reinventing the Industry : Opportunities and Challenges 500
Erzählte Gnade 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8101978
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9512258
关于积分的说明 21481847
捐赠科研通 7677858
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3408692
关于科研通互助平台的介绍 2536300
邀请新用户注册赠送积分活动 2448566