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Flexible Polyolefin Elastomer/Paraffin Wax/Alumina/Graphene Nanoplatelets Phase Change Materials with Enhanced Thermal Conductivity and Mechanical Performance for Solar Conversion and Thermal Energy Storage Applications

材料科学 聚烯烃 石蜡 复合材料 弹性体 热能储存 复合数 热稳定性 热导率 石墨烯 化学工程 纳米技术 生态学 图层(电子) 生物 工程类
作者
Jie Tian,Chouxuan Wang,Kaiyuan Wang,Rong Xue,Xinyue Liu,Qi Yang
出处
期刊:Polymers [MDPI AG]
卷期号:16 (3): 362-362 被引量:5
标识
DOI:10.3390/polym16030362
摘要

In this study, electrically insulating polyolefin elastomer (POE)-based phase change materials (PCMs) comprising alumina (Al2O3) and graphene nanoplatelets (GNPs) are prepared using a conventional injection moulding technique, which exhibits promising applications for solar energy storage due to the reduced interfacial thermal resistance, excellent stability, and proficient photo-thermal conversion efficiency. A synergistic interplay between Al2O3 and GNPs is observed, which facilitates the establishment of thermally conductive pathways within the POE/paraffin wax (POE/PW) matrix. The in-plane thermal conductivity of POE/PW/GNPs 5 wt%/Al2O3 40 wt% composite reaches as high as 1.82 W m−1K−1, marking a remarkable increase of ≈269.5% when compared with that of its unfilled POE/PW counterpart. The composite exhibits exceptional heat dissipation capabilities, which is critical for thermal management applications in electronics. Moreover, POE/PW/GNPs/Al2O3 composites demonstrate outstanding electrical insulation, enhanced mechanical performance, and efficient solar energy conversion and transportation. Under 80 mW cm−2 NIR light irradiation, the temperature of the POE/PW/GNPs 5 wt%/Al2O3 40 wt% composite reaches approximately 65 °C, a notable 20 °C improvement when compared with the POE/PW blend. The pragmatic and uncomplicated preparation method, coupled with the stellar performance of the composites, opens a promising avenue and broader possibility for developing flexible PCMs for solar conversion and thermal storage applications.
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