Metallic Composites Phase-Change Materials for High-Temperature Thermal Energy Storage

聚变焓 潜热 材料科学 共晶体系 三元运算 热导率 合金 差示扫描量热法 热力学 融合 热能储存 相变材料 冶金 熔点 复合材料 热的 物理 哲学 语言学 程序设计语言 计算机科学
作者
Xiaobo Li,Dandan Wang,Hui Wang,Sohae Kim,Keivan Esfarjani,Zhifeng Ren,Gang Chen
标识
DOI:10.1115/es2013-18395
摘要

Inorganic materials and organic salts are usually used as phase change materials (PCMs) for thermal energy storage. Some of these materials have high latent heat of fusion; however one major drawback of these materials is the low thermal conductivity, which limits the rate of charging and discharging process. In this paper, we studied metallic alloys (eutectic alloys or alloys with a narrow melting temperature range) as phase-change materials, which have both high thermal conductivity and high latent heat of fusion. A formula was presented from entropy change to predict the latent heat of fusion of metallic alloys. We found that the latent heat of fusion of alloys can be expressed from three different contributions: the latent heat from each element, the sensible heat, and the mixing entropy. From the theory we also showed that latent heat of fusion could be greatly increased by maximizing the entropy of mixing, which can be realized by introduce more elements in the alloys, i.e., form ternary alloys by adding elements to binary alloys. This idea is demonstrated by the synthesis and measurement of the binary alloy 87.8Al-12.2Si (at%) and ternary alloy 45Al-40Si-15Fe (at%). The metallic alloy is synthesized by hot pressing method. The latent heat of fusion of 45Al-40Si-15Fe (at%) is about 865 kJ/kg with melting temperature from 830 °C to 890 °C from the differential scanning calorimetry (DSC) measurement, comparing with 554.9 kJ/kg and 578.3 °C for the binary alloy 87.8Al-12.2Si (at%). From the binary to the ternary alloy, the contribution to the latent heat from mixing entropy increases by 17%.

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
刚刚
hyh完成签到,获得积分10
1秒前
苏苏完成签到 ,获得积分10
2秒前
椰椰完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
vagabond完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
小甲同学发布了新的文献求助10
5秒前
可爱的函函应助学术小白采纳,获得10
6秒前
鲤鱼寒荷完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
代何漫完成签到 ,获得积分10
8秒前
地球发布了新的文献求助10
8秒前
红炉点血发布了新的文献求助10
9秒前
11秒前
LlLly发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
小卡子完成签到 ,获得积分10
14秒前
认真水蓝发布了新的文献求助10
14秒前
自挂东南枝完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
和谐的斩完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
16秒前
Eina发布了新的文献求助10
19秒前
酷酷的冰淇淋完成签到 ,获得积分10
19秒前
KSDalton发布了新的文献求助10
19秒前
乾y完成签到 ,获得积分10
20秒前
20秒前
20秒前
缥缈紊完成签到 ,获得积分10
21秒前
21秒前
22秒前
butter完成签到 ,获得积分10
22秒前
22秒前
23秒前
香菜头完成签到 ,获得积分10
23秒前
流莺发布了新的文献求助10
23秒前
24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 Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 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 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 6440491
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8254399
关于积分的说明 17570530
捐赠科研通 5498702
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2899897
邀请新用户注册赠送积分活动 1876494
关于科研通互助平台的介绍 1716837