tổng hợp và đánh giá khả năng lưu trữ nhiệt nhiệt và từ nhiệt của vật liệu chuyển pha stearic acid fumed silica fe3o4

i TÓM TẮT KHÓA LUẬN Trong khóa luận này, chúng tôi đã nghiên cứu và tổng hợp vật liệu chuyển pha ổn định hình dạng shape-stabilized phase change material SSPCM mới có tiềm năng cao cho

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT HÓA HỌC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

CỦA VẬT LIỆU CHUYỂN PHA

SVTH: ĐẶNG THỊ YẾN NHI

MSSV: 19128003

GVHD: TS NGUYỄN TIẾN GIANG

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2023

LỜI CẢM ƠN

Khóa luận tốt nghiệp chuyên ngành Hóa vô cơ với đề tài “ Tổng hợp và đánh giá khả năng lưu trữ từ-nhiệt và nhiệt-nhiệt của vật liệu chuyển pha Stearic acid/Fumed silica/Fe3O4” mà em vừa giới thiệu chính là kết quả của cả một quá trình trau dồi và nỗ lực không ngừng của bản thân em Bên cạnh đó, trong quá trình làm khóa luận, còn có rất nhiều người đã đóng góp một phần không nhỏ để tạo nên thành công của nghiên cứu này

Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, Ban chủ nhiệm khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm đã tạo mọi điều kiện về cơ sở vật chất với hệ thống phòng thí nghiệm lắp đặt các trang thiết bị hiện đại để chúng em được học tập và nghiên cứu Cảm ơn quý thầy, cô khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm, đặc biệt là quý thầy, cô trong bộ môn ngành Công nghệ Kỹ thuật Hóa học đã tận tình chỉ dạy và trang bị cho em những kiến thức cần thiết giúp em có nền tảng vững chắc để có thể hoàn thành bài khóa luận này Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Tiến Giang, người đã trực tiếp hướng dẫn, hỗ trợ và đồng hành cùng em trong suốt quá trình nghiên cứu Sự kiên nhẫn, tận tâm và kiến thức sâu rộng của thầy đã giúp em vượt qua những khó khăn và hoàn thành bài khóa luận một cách tốt nhất

Và cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè và tất cả những người đã hỗ trợ, động viên và đóng góp ý kiến cho em trong suốt quá trình nghiên cứu, cung cấp cho em động lực để vượt qua những khó khăn Sự quan tâm và hỗ trợ của mọi người là một phần không thể thiếu trong thành công của ngày hôm nay

Trong quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp không tránh khỏi những sai sót vì vậy em kính mong nhận được những đóng góp, sửa chữa của quý thầy cô để bài khóa luận được tốt hơn Xin chúc quý thầy, cô luôn thật nhiều sức khỏe và đạt được nhiều thành công trong công việc

Em xin chân thành cảm ơn!

LỜI CAM ĐOAN

Khóa luận tốt nghiệp này là nghiên cứu của cá nhân tôi, dưới sự hướng dẫn trực tiếp của TS Nguyễn Tiến Giang, giảng viên khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh Tôi xin cam đoan các số liệu trong công trình này là do chính chúng tôi thực hiện, tất cả tài liệu tham khảo đã được công bố đầy đủ và xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2023

Sinh viên thực hiện

Nhi Đặng Thị Yến Nhi

MỤC LỤC

TÓM TẮT KHÓA LUẬN i

MỞ ĐẦU ii

1 Lí do chọn đề tài ii

2 Mục tiêu nghiên cứu iii

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu iii

4 Phương pháp nghiên cứu iii

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu iv

6 Bố cục bài khóa luận iv

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1

1.1.Tổng quan tình hình nghiên cứu 1

1.1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 1

1.1.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 2

1.2 Lưu trữ năng lượng nhiệt 5

1.2.1 Lưu trữ năng lượng (ES) 5

1.2.2 Lưu trữ năng lượng nhiệt (TES) 6

1.2.3 Phân loại hệ thống lưu trữ nhiệt năng 6

1.2.4 So sánh các hệ thống lưu trữ nhiệt năng 7

1.3 Vật liệu chuyển pha 9

1.3.1 Khái niệm 9

1.3.2 Phân loại PCM 9

1.3.3 Ứng dụng 11

1.3.4 Tiêu chí lựa chọn PCM 11

1.3.5 Stearic acid (SA) 12

1.4 Vật liệu chuyển pha ổn định hình dạng (SSPCM) 12

1.4.1 Khái niệm 12

1.4.2 Fumed silica (FS) 15

1.4.3 Fe3O4 và khả năng chuyển đổi từ thành nhiệt 15

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18

2.1 Hóa chất và thiết bị 18

2.1.1 Hóa chất 18

2.1.2 Thiết bị 18

2.2.1 Quy trình tổng hợp vật liệu từ tính Fe3O4 18

2.2.2 Quy trình tổng hợp vật liệu chuyển pha ổn định hình dạng SA/FS/Fe3O4 19

2.2.3 Quy trình kiểm tra độ bền vòng lặp của mẫu 70 wt% SA/FS/Fe3O4 20

2.2.4 Quy trình kiểm tra độ rò rỉ của các mẫu SSPCM và SA tinh khiết 21

2.2.5 Quy trình đánh giá quá trình nạp-giải phóng năng lượng của mẫu 70 wt% SSPCM so với SA tinh khiết 22

2.3 Các phương pháp phân tích 23

2.3.1 Kính hiển vi điện tử quét (SEM) 23

2.3.2 Phổ tán sắc năng lượng tia X (EDS) 23

2.3.3 Đường đẳng nhiệt hấp phụ-giải hấp N2 (BET) 24

2.3.4 Phương pháp quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR) 24

2.3.5 Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) 25

2.3.6 Phương pháp phân tích nhiệt lượng quét vi sai (DSC) 25

2.3.7 Từ kế mẫu rung (VSM) 25

2.3.8 Phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng ( TGA) 25

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27

3.1 Vật liệu từ tính Fe3O4 27

3.2 Vật liệu chuyển pha ổn định hình dạng SSPCM SA/FS/Fe3O4 28

3.2.1 Phân tích vi cấu trúc và tính chất xốp 28

3.2.2 Khả năng tương thích hóa học 31

3.2.3 Đặc tính tinh thể của SSPCM dạng SA/FS/Fe3O4 32

3.2.4 Đặc tính nhiệt của SSPCM dạng SA/FS/Fe3O4 32

3.2.5 Tính chất từ của SSPCM dạng SA/FS/Fe3O4 34

3.2.6 Độ bền nhiệt của SSPCM dạng SA/FS/Fe3O4 35

3.2.7 Khả năng chống rò rỉ của SSPCM dạng SA/FS/Fe3O4 36

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: So sánh các hệ thống TES [33], [34] 8

Bảng 1.2: Ưu và nhược điểm của các loại TES [27], [35] 8

Bảng 1.3: Ưu và nhược điểm của các loại PCM rắn-lỏng [25], [41] 10

Bảng 1.4: Ví dụ về thông số nhiệt của một số loại PCM [38], [43] 12

Bảng 2.1: Các hóa chất được sử dụng 18

Bảng 2.2: Hàm lượng thành phần của từng mẫu SSPCM 50-80 wt% SA 20

Bảng 3.1: Các thông số về độ xốp của FS và các vật liệu SSPCM SA/FS/Fe3O4 30

Bảng 3.2: Tính chất nhiệt của các SSPCM so với SA tinh khiết 33

Bảng 3.3: Tính chất nhiệt của vật liệu 70 wt% SA/FS/ Fe3O4 SSPCM trước và sau 500 chu kỳ nhiệt 38

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Số lượng bài báo liên quan đến PCM năm 1996-2013 [1] 2

Hình 1.2: Chu trình lưu trữ hoàn chỉnh của TES 6

Hình 1.3: Sơ đồ hệ thống lưu trữ năng lượng nhiệt TES 6

Hình 1.4: Quá trình chuyển pha của PCM 9

Hình 1.5: Phân loại vật liệu chuyển pha 10

Hình 1.6: Công thức phân tử của SA 12

Hình 1.7: Minh họa sự hình thành SSPCM thông qua phương pháp ngâm tẩm [44] 13

Hình 1.8: Kích thước lỗ rỗng của vật liệu xốp theo IUPAC 14

Hình 1.9: Một số loại vật liệu xốp [48] 14

Hình 1.10: Các cơ chế sinh nhiệt khác nhau của các hạt nano từ tính dưới tác dụng 16

Hình 1.11: Sơ đồ chuyển đổi và lưu trữ nhiệt 17

Hình 2.1: Quy trình tổng hợp vật liệu từ tính Fe3O4 19

Hình 2.2: Quy trình tổng hợp vật liệu SSPCM SA/FS/Fe3O4 20

Hình 2.3: Quy trình kiểm tra độ bền vòng lặp của mẫu 70 wt% SA/FS/Fe3O4 SSPCM 21

Hình 2.4: Quy trình kiểm tra độ rò rỉ của các mẫu SSPCM và SA tinh khiết 22

Hình 2.5: Thử nghiệm đánh giá quy trình nạp-giải phóng năng lượng nhiệt 23

Hình 3.1: (a) Ảnh SEM của Fe3O4, (b) Phổ FT-IR, (c) Phổ XRD, (d) Đường cong từ trễ của Fe3O4 27

Hình 3.2: Ảnh SEM của (a) Fumed silica, (b) Fe3O4, (c) 50 wt% SA/FS/ Fe3O4, (d) 60 wt% SA/FS/ Fe3O4, (e) 70 wt% SA/FS/ Fe3O4, (f) 80 wt% SA/FS/ Fe3O4 29

Hình 3.3: (a) Đường đẳng nhiệt hấp phụ-giải hấp N2 và (b) Sự phân bố kích thước lỗ của các vật liệu SSPCM SA/FS/Fe3O4 và FS 29

Hình 3.4: Ảnh SEM-EDS của mẫu 70 wt% SSPCM 30

Hình 3.5: Phổ FT-IR của các mẫu vật liệu SA/FS/Fe3O4 SSPCM so với SA tinh khiết, FS và Fe3O4 31

Hình 3.6: Phổ XRD của các mẫu SSPCM 50, 60, 70, 80 wt% SA/FS/ Fe3O4, SA tinh khiết, FS và Fe3O4 32

Hình 3.7: Đường cong DSC của SA tinh khiết và các mẫu SSPCM tổng hợp trong quá trình (a) nóng chảy và (b) kết tinh 33

Hình 3.8: Đường cong từ trễ của Fe3O4 và các mẫu SSPCM 35

Hình 3.9: Phổ TGA của các mẫu SSPCM (50, 70) wt% SA/FS/Fe3O4 so với SA tinh khiết và Fe3O4 36Hình 3.10: Hình ảnh của mẫu vật liệu SSPCM và SA tinh khiết trong thử nghiệm đo độ rò rỉ 37Hình 3.11: (a) Đường cong DSC, (b) phổ FT-IR của SSPCM 70 wt% SA/FS/ Fe3O4trước và sau khi trải qua 500 chu kỳ nhiệt 38Hình 3.12: Đường cong nóng chảy-kết tinh của mẫu 70 wt% SSPCM và SA tinh khiết 39

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Tiếng anh Tiếng việt

SSPCM Shape-stabilized phase change material Vật liệu chuyển pha ổn định hình dạng

TCES Thermochemical energy storage Lưu trữ nhiệt hóa học SEM Scanning electron microscopy Kính hiển vi điện tử quét EDS/EDX Energy Dispersive X-ray Spectroscopy Phổ tán sắc năng lượng tia X FT-IR Fourier − transform Infrared

DSC Differential scanning calorimetry Phân tích nhiệt lượng quét vi sai

VSM Vibrating-sample magnetometer Phương pháp đo từ kế mẫu rung BET Brunauer-Emmett-Teller method Phương pháp hấp phụ khí Brunauer -

Emmett -Teller

M-MS Methylated mesoporous silica Silica trung tính đã metyl hóa

chiều

i

TÓM TẮT KHÓA LUẬN

Trong khóa luận này, chúng tôi đã nghiên cứu và tổng hợp vật liệu chuyển pha ổn định hình dạng shape-stabilized phase change material (SSPCM ) mới có tiềm năng cao cho các ứng dụng lưu trữ năng lượng nhiệt, bằng cách kết hợp Stearic Acid (SA) vào Fumed Silica (FS) và nano Fe3O4 thông qua phương pháp ngâm tẩm bay hơi dung môi Trong đó, các hạt nano Fe3O4 làm vật liệu SSPCM thu được có khả năng chuyển đổi và lưu trữ nhiệt thông qua từ trường, bên cạnh phương pháp lưu trữ nhiệt truyền thống Nhiệt sinh ra được lưu trữ trong vật liệu chuyển pha do quá trình nóng chảy của SA, trên nền xốp FS hỗ trợ ngăn chặn sự rò rỉ của SA nóng chảy Cấu trúc và các đặc tính của vật liệu SA/FS/Fe3O4 SSPCM được đánh giá thông qua các phương pháp phân tích hiện đại như: kính hiển vi điện tử quét (SEM), tán sắc năng lượng tia X (EDS), đẳng nhiệt hấp phụ- giải hấp Nitơ (BET), quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR), nhiễu xạ tia X (XRD), phân tích nhiệt lượng quét vi sai (DSC), từ kế mẫu rung (VSM), phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) Kết quả SEM cho thấy Fe3O4 tổng hợp được có dạng hình cầu với kích thước trung bình 130nm, độ từ hóa bão hòa cao Cấu trúc xốp của FS có khả năng lưu trữ SA lên đến 70 wt% mà không xảy ra sự rò rỉ do các tương tác vật lý như lực mao dẫn, sức căng bề mặt, được chứng minh qua đường hấp phụ-giải hấp N2 Kết quả phân tích FT-IR và XRD chỉ ra rằng SA có thể kết tinh tốt khi được tẩm vào cấu trúc xốp của FS và không có liên kết hóa học nào được hình thành, qua đó chứng tỏ khả năng tương thích hóa học tốt Kết quả DSC thể hiện vật liệu 70 wt% SA/FS/Fe3O4 SSPCM có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ kết tinh lần lượt là 49.8 oC và 51.5 °C, độ kết tinh 86.8%, khả năng lưu trữ năng lượng nhiệt cao 119 J/g Hơn nữa, SSPCM còn thể hiện độ ổn định nhiệt tuyệt vời và độ tin cậy sau 500 chu kỳ nhiệt Qua đó cùng với một quy trình tổng hợp đơn giản với chi phí thấp, vật liệu chuyển pha ổn định hình dạng SA/FS/Fe3O4 này còn có thể có khả năng chuyển đổi năng lượng từ thành nhiệt làm phong phú nguồn năng lượng, cho thấy tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực lưu trữ năng lượng nhiệt

Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã lựa chọn việc kết hợp Stearic acid, Fumed silica và oxit sắt từ (Fe3O4) để tổng hợp vật liệu chuyển pha ổn định hình dạng mới có khả năng lưu trữ năng lượng nhiệt cao SA, một axit béo tự nhiên, được chọn là thành phần chính trong vật liệu chuyển pha ổn định hình dạng Với khả năng lưu trữ nhiệt cao, cũng như không bị ăn mòn và tiết kiệm chi phí, SA là một lựa chọn lý tưởng để tạo ra SSPCM [9] Nhằm cải thiện sự rò rỉ của SA, FS - vật liệu xốp rẻ tiền, kích thước hạt nhỏ và diện tích bề mặt lớn được sử dụng để cung cấp một cấu trúc xốp, giữ cho vật liệu ổn định và ngăn chặn sự biến dạng không mong muốn trong quá trình chuyển pha [10] Đặc biệt hơn là sự hiện diện của Fe3O4 trong SSPCM mang lại những lợi ích đáng chú ý, cho phép vật liệu có thêm khả năng chuyển đổi và nhận nhiệt thông qua từ trường bên ngoài, nhằm mở ra những tiềm năng ứng dụng rộng rãi của SSPCM thông qua tương tác điện từ Với những mong muốn trên, chúng tôi đã lựa chọn đề tài “ Tổng hợp và đánh giá khả

iii năng lưu trữ năng lượng từ-từ và từ-nhiệt của vật liệu chuyển pha Stearic acid/Fumed silica/Fe3O4”

2 Mục tiêu nghiên cứu

Trong khóa luận này, chúng tôi nghiên cứu tạo ra vật liệu chuyển pha ổn định hình dạng dựa trên SA, FS và Fe3O4 nhằm hướng đến mục đích ngăn chặn sự rò rỉ của SA nóng chảy trong quá trình chuyển pha và giúp cho vật liệu có thêm khả năng chuyển đổi năng lượng điện từ thành nhiệt, với mong muốn tạo ra những ứng dụng lưu trữ năng lượng mới SA, vật liệu chuyển pha đầy hứa hẹn cho các ứng dụng lưu trữ năng lượng nhiệt có nhiều đặc tính nổi trội như: nhiệt ẩn cao, không độc hại, sẵn có trên thị trường với chi phí hợp lý và phạm vi nhiệt độ thay đổi pha phù hợp FS được chọn làm vật liệu xốp bởi kích thước nhỏ và khối lượng lỗ rỗng thích hợp cho SSPCM và có hiệu quả về mặt kinh tế Fe3O4 làm vật liệu chuyển đổi năng lượng từ-nhiệt, thích hợp cho các ứng dụng lưu trữ nhiệt thông qua từ trường Cụ thể hơn trong bài luận này, chúng tôi đặt ra những mục tiêu nghiên cứu như sau:

Tổng hợp vật liệu từ tính Fe3O4.− Tổng hợp vật liệu chuyển pha ổn định hình dạng SA/FS/Fe3O4 có từ tính thông qua phương pháp ngâm tẩm bay hơi dung môi

Khảo sát tính chất của vật liệu SA/FS/Fe3O4 như: hình thái học, cấu trúc, độ kết tinh, hành vi chuyển pha, khả năng tương thích hóa học, khả năng lưu trữ năng lượng nhiệt, từ tính và độ ổn định nhiệt của vật liệu

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Khóa luận tập trung nghiên cứu về cấu trúc SA, FS, Fe3O4 và SSPCM dạng SA/FS/ Fe3O4

Phạm vi nghiên cứu: Vật liệu chuyển pha ổn định hình dạng dựa trên SA, FS và Fe3O4

4 Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu tổng hợp vật liệu từ tính Fe3O4 bằng phương pháp sol-gel và vật liệu chuyển pha ổn định hình dạng SA/FS/Fe3O4 bằng phương pháp bay hơi dung môi

Phân tích và đánh giá vật liệu SA tinh khiết, FS, Fe3O4 và SSPCM thu được bằng các phương pháp phân tích hiện đại như: kính hiển vi điện tử quét (SEM) và phổ tán sắc

iv năng lượng tia X (EDX hay EDS), đường đẳng nhiệt hấp phụ-giải hấp N2 (BET), phân tích quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR), nhiễu xạ tia X (XRD), phân tích nhiệt lượng quét vi sai (DSC), từ kế mẫu rung (VSM), phân tích nhiệt trọng lượng (TGA)

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu

Ý nghĩa khoa học: Kết quả của khóa luận là cơ sở khoa học góp phần nghiên cứu chế tạo ra một vật liệu chuyển pha bền dạng SA/FS/Fe3O4 có mật độ lưu trữ năng lượng cao, độ ổn định nhiệt tốt, có khả năng chuyển đổi từ tính thành năng lượng nhiệt, phương pháp chế tạo đơn giản và chi phí thấp, rất có tiềm năng cho các ứng dụng lưu trữ nhiệt năng

Ý nghĩa thực tiễn: Tổng hợp vật liệu chuyển pha dạng bền từ các nguồn vật liệu rẻ tiền, dễ kiếm, không độc hại đối với con người và môi trường xung quanh

6 Bố cục bài khóa luận

Ngoài phần mở đầu và kết luận, tài liệu tham khảo thì nội dung của khóa luận được trình bày trong ba chương với bố cục như sau:

Chương 1: Tổng quan về vật liệu chuyển pha bền dạng SA/FS/Fe3O4 Chương 2: Thực nghiệm và phương pháp nghiên cứu

Chương 3: Kết quả và thảo luận

1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

1.1.Tổng quan tình hình nghiên cứu

1.1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước

Năm 2021, TS Nguyễn Tiến Giang, giảng viên khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm của Trường đại học sư phạm kỹ thuật TP HCM cùng với các cộng sự đã nghiên cứu và tổng hợp thành công vật liệu chuyển pha ổn định hình dạng SSPCM n-octadecane/fumed silica ứng dụng làm lớp vỏ cho tòa nhà Với độ xốp cao lên tới 88% thể tích, FS có thể chứa một lượng lớn n-octadecane (70 wt%) Kết quả thu được cho thấy vật liệu có khả năng lưu trữ nhiệt ẩn cao (155.8 J/g), độ kết tinh lên đến 96.5% và nhiệt độ nóng chảy 26.76 °C gần với nhiệt độ nóng chảy của n-octadecane tinh khiết (28-30 oC), độ tin cậy nhiệt và độ ổn định hóa học tốt sau 200 chu trình nhiệt nóng chảy/kết tinh

Sau khi ngâm tẩm trong FS độ dẫn nhiệt của n-octadecanol giảm 34% so với ban đầu Người ta đã thiết lập một thử nghiệm để kiểm tra sự thay đổi nhiệt độ trong phòng thử nghiệm của vật liệu SSPCM tổng hợp và tấm PS (polystyren) thương mại Kết quả cho thấy, khi được sử dụng làm mái nhà của phòng thử nghiệm, tấm vật liệu chuyển pha làm chậm quá trình truyền nhiệt vào phòng hiệu quả hơn và làm chậm sự gia tăng nhiệt độ trong phòng so với tấm polystyrene Ở 2200s và 9000s sau khi chiếu sáng đèn, nhiệt độ trong phòng có mái là tấm SSPCM là 19.8 và 22.9 °C, trong khi nhiệt độ của căn phòng có mái là tấm polystyrene là 29.9 và 31.9 °C [11]

Năm 2022, TS Nguyễn Tiến Giang cùng với TS Lý Tấn Nhiệm của trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh với một số cộng sự khác đã nghiên cứu và chế tạo thành công vật liệu chuyển pha ổn định hình dạng 1-octadecanol (C18OH )/fumed silica (FS) bằng phương pháp ngâm tẩm bay hơi hướng tới mục đích lưu trữ năng lượng nhiệt Với độ xốp cao lên đến 88%, FS cung cấp đủ không gian để chứa một lượng lớn C18OH lên tới 75% tổng khối lượng Kết quả là C18OH/FS (SSPCM) cho thấy khả năng chống rò rỉ tốt, độ kết tinh cao lên đến 92.7% và khả năng lưu trữ nhiệt ẩn là 160.3 J/g Ngoài ra, SSPCM C18OH/FS còn cung cấp độ tin cậy nhiệt tuyệt vời với thử nghiệm 500 chu kỳ nhiệt nóng chảy/kết tinh [12]

2 Gần đây nhất năm 2023, TS Huỳnh Nguyễn Anh Tuấn cùng các cộng sự đã nghiên cứu và tổng hợp thành công vật liệu chuyển pha ổn định hình dạng SSPCM 1-octadecanol (OD)/silica trung tính đã metyl hóa (OD/M-MS) bằng phương pháp ngâm tẩm bay hơi dung môi Trong bài nghiên cứu này, tác giả đã so sánh kỹ lưỡng các đặc tính nhiệt của SSPCM OD/MS và OD/M-MS Kết quả FT-IR của SSPCM OD/MS cho thấy các tương tác liên kết hydro (liên kết H) giữa các nhóm hydroxyl (-OH) trên các phân tử OD và các nhóm silanol (Si-OH) trên bề mặt MS đã ngăn cản sự di chuyển tự do và sắp xếp có trật tự của các phân tử OD để kết tinh, do đó làm giảm khả năng lưu trữ nhiệt Bằng cách metyl hóa bề mặt MS, các tương tác liên kết H bị triệt tiêu và OD/M-MS có thể cải thiện hiệu suất lưu trữ nhiệt Khả năng lưu trữ nhiệt tăng 96.8% từ 43.5 J/g (OD/MS) lên 85.6 J/g (OD/M-MS), có độ tin cậy nhiệt tốt sau 400 chu kỳ nóng chảy/kết tinh Ngoài ra, với chi phí thấp và hiệu suất nhiệt cao, OD/M-MS SSPCM là một vật liệu đầy hứa hẹn cho các ứng dụng lưu trữ năng lượng nhiệt quy mô lớn [13]

1.1.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Lưu trữ năng lượng nhiệt sử dụng vật liệu chuyển pha PCM là một lĩnh vực nghiên cứu đang phát triển mạnh mẽ trên toàn thế giới được minh họa bằng số lượng bài báo nghiên cứu được xuất bản trong hai thập kỷ qua (Science Direct) - Hình 1 [1] Ngoài ra, các vật liệu lưu trữ năng lượng nhiệt cũng đang thu hút được sự quan tâm về mặt thương mại với một số tổ chức bảo vệ công nghệ và thiết kế hệ thống thông qua các bằng sáng chế, cho thấy những tiến bộ công nghệ trong thời gian gần đây [6]

Hình 1.1: Số lượng bài báo liên quan đến PCM năm 1996-2013 [1]

3 Tuy nhiên, rò rỉ pha lỏng là một thách thức lớn, ảnh hưởng xấu đến hiệu suất của PCM Trong những năm gần đây, nhiều nghiên cứu tập trung vào việc chuẩn bị vật liệu chuyển pha ổn định hình dạng (SSPCM) để ngăn rò rỉ chất lỏng đã thu hút được sự chú ý rất lớn [7] Trong phần này, chúng tôi sẽ giới thiệu một số bài báo liên quan đến các công trình nghiên cứu nổi bật về vật liệu chuyển pha ổn định hình dạng SSPCM

Năm 2017, Shuang Fan và cộng sự đã tổng hợp thành công vật liệu chuyển pha ổn định hình dạng SSPCM để lưu trữ năng lượng nhiệt bằng cách ngâm tẩm axit stearic (SA) vào các hạt vi cầu rỗng SiO2 Các hình thái và khả năng tương thích của SSPCM tổng hợp được cho thấy vật liệu có tác dụng tối ưu, ngăn chặn sự rò rỉ SA ra khỏi vật liệu xốp nhờ tương tác giữa các bề mặt và lực mao dẫn SA/SiO2 SSPCM với 70 wt% SA thể hiện nhiệt ẩn cao (đạt tới 135.3 J/g) và độ dẫn nhiệt 0.56 WmK–1, tăng 56% so với SA tinh khiết Hơn nữa, vật liệu tổng hợp SSPCM SA/SiO2 còn thể hiện tính ổn định nhiệt tuyệt vời, cho thấy tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực lưu trữ năng lượng nhiệt [14]

Năm 2020, Hao Yi và cộng sự đã tổng hợp SSPCM có khả năng chuyển đổi và lưu trữ năng lượng nhiệt từ mặt trời nhằm tận dụng tối đa nguồn năng lượng sạch và tái tạo Trong nghiên cứu này, montmorillonite tự nhiên (Mt) đã được bóc tách ra thành các tấm nano montmorillonite (MtNS) hai chiều và sau đó được tự lắp ráp thành khung montmorillonite mạng ba chiều (3D-MtNS), để chứa axit stearic (SA) bằng phương pháp ngâm tẩm bay hơi dung môi Khung 3D-MtNS mới lạ này cung cấp độ xốp siêu lớn và diện tích bề mặt riêng lớn có thể chứa đến 95.2 wt% SA mà không bị rò rỉ, khả năng lưu trữ nhiệt cao nhất (198.78 J/g) trong số các SSPCM dựa trên khoáng sét Bên cạnh đó, MtNS được liên kết ngang trong toàn bộ vật liệu tổng hợp SSPCM, giúp nâng cao khả năng truyền nhiệt và hiệu suất chuyển đổi quang-nhiệt đáng kể [15], [16] Ngoài ra, do sự bảo vệ của khung 3D-MtNS, các SSPCM tổng hợp thể hiện độ ổn định hình dạng và độ ổn định nhiệt cao [17]

Năm 2021, nhóm tác giả Rewan Wu cùng các công sự đã nghiên cứu và chế tạo thành công một SSPCM bằng việc kết hợp bọt carbon graphit 3 chiều điều chế ở 1200 oC (CGF-1200) và Stearic acid (SA) nhằm cải thiện khả năng tải, độ dẫn nhiệt và hiệu suất lưu trữ cho PCM GCF được chế tạo bằng cách nhiệt phân hỗn hợp nanoMgO/nhựa

4 epoxy, sau đó xử lý bề mặt thông qua phản ứng nhiệt cacbon của Fe3O4 Kết quả cho thấy GCF-1200 có khả năng lưu trữ một lượng lớn SA lên đến 84.66 wt% mà không có bất kỳ sự rò rỉ nào xảy ra Hỗn hợp SA/GCF-1200 đã tổng hợp thể hiện sự liên kết bề mặt tốt giữa GCF-1200 và SA mà không xảy ra sự phân tách pha Vật liệu này sở hữu cường độ nén cao 9.45 MPa, tăng khoảng 3.02 lần so với GCF-1200, đồng thời độ dẫn nhiệt được cải thiện gấp 4.36 lần so với SA tinh khiết Ngoài ra, hỗn hợp nóng chảy ở 71.6 oC với entanpy nóng chảy là 181.8 J/g và kết tinh ở 64.0 oC với enthanpy kết tinh là 182.7 J/g, tương ứng với hiệu suất lưu trữ nhiệt lên tới 99.9% Đặc biệt hơn, SSPCM SA/GCF-1200 thể hiện độ ổn định nhiệt và ổn định hóa học tốt sau 200 chu kỳ nhiệt, cho thấy tiềm năng to lớn đối với các ứng dụng lưu trữ nhiệt năng [18]

Ngoài ra, với mong muốn tổng hợp được vật liệu chuyển pha ổn định hình dạng SSPCM đa chức năng, các tác giả đã kết hợp vật liệu chuyển pha với các vật liệu có khả năng chuyển đổi quang thành nhiệt và từ trường thành nhiệt như: các vật liệu nano, graphen, graphen oxit, Fe3O4, nhằm mở ra những ứng dụng lưu trữ nhiệt mới của SSPCM trong nhiều lĩnh vực khác nhau

Năm 2019, Wentao Wang và cộng sự đã nghiên cứu và phát triển một SSPCM mới để chuyển đổi và lưu trữ năng lượng từ mặt trời và điện từ hiệu quả được tạo ra bằng cách kết hợp vật liệu chuyển pha ổn định hình dạng PEG/SiO2 và các tấm nano graphene/Fe3O4 (Fe3O4/GNS) làm bộ chuyển đổi năng lượng Hiệu ứng từ của các hạt nano Fe3O4 kết hợp với đặc tính thu ánh sáng của graphene trong Fe3O4/GNS, cho phép chuyển đổi từ tính hoặc ánh sáng thành nhiệt một cách hiệu quả Vật liệu nanocompozit PCM thu được thể hiện khả năng lưu trữ năng lượng cao (vượt quá 100 J/g), độ ổn định nhiệt tuyệt vời, hiệu suất lưu trữ và chuyển đổi năng lượng từ nhiệt và quang nhiệt lần lượt là 46.0% và 92% [19]

Năm 2021, Zhang Tao và các cộng sự đã tổng hợp thành công SSPCM có hiệu suất truyền nhiệt cao thông qua việc tích hợp polypyrrole/Fe3O4/chất nền aerogel sợi kapok rỗng (KF) với vật liệu chuyển pha là sáp paraffin (PW) bằng phương pháp ngâm tẩm nóng chảy trong môi trường chân không, viết tắt là KF@PPy-Fe3O4/ PW để chuyển đổi năng lượng nhiệt-từ dưới một từ trường xen kẽ Các SSPCM tổng hợp được có khả năng lưu trữ nhiệt cao 161.4 J/g đối với 88 wt% PW, cải thiện đáng kể tính dẫn nhiệt (cao hơn

5 30.7% so với PW tinh khiết) với độ ổn định chu kỳ tốt Quan trọng hơn, aerogel sợi kapok rỗng hỗ trợ ngăn chặn sự rò rỉ và cải thiện khả năng chứa PCM, đồng thời cung cấp các tính năng có thể tái tạo và không gây ô nhiễm cho các SSPCM tổng hợp, mang lại tiềm năng to lớn cho ứng dụng thương mại trên quy mô lớn Bên cạnh đó, lớp phủ kép polypyrrole (PPy) và các hạt nano Fe3O4 còn mang lại cho SSPCM đặc tính chuyển đổi năng lượng mặt trời/từ thành năng lượng nhiệt làm phong phú thêm nguồn lưu trữ năng lượng của vật liệu [20]

Năm 2022, Yang Gao cùng các cộng sự đã nghiên cứu và tổng hợp vật liệu SSPCM dựa trên Mxene/Fe3O4/MA để thực hiện đồng thời quá trình chuyển đổi và lưu trữ năng lượng quang-nhiệt và từ-nhiệt hiệu quả, thông qua phương pháp ngâm tẩm bay hơi dung môi chân không So với PCM hỗn hợp dựa trên MXene nguyên sơ, SSPCM dựa trên Mxene/Fe3O4/MA thể hiện hiệu suất chuyển đổi quang nhiệt cực cao 97.7% Đáng chú ý, với sự gia tăng hàm lượng Fe3O4, enthanpy chuyển pha của các Mxene/Fe3O4/MA SSPCM 70 wt% MA đã tăng từ 132.76 lên 144.17 J/g, tăng 1.04% và 9.60% tương ứng so với Mxene/MA Những kết quả này chỉ ra rằng MXene có thể làm vật liệu hỗ trợ để chứa MA mà không bị rò rỉ nhờ khả năng hấp phụ và lực mao dẫn tốt Ngoài ra, các SSPCM Mxene/Fe3O4/MA cũng thể hiện độ ổn định hóa học, ổn định nhiệt và độ tin cậy tuyệt vời sau khi trải qua 50 chu kỳ nhiệt, 50 chu kỳ quang nhiệt và từ nhiệt [21]

1.2 Lưu trữ năng lượng nhiệt

1.2.1 Lưu trữ năng lượng (ES)

Lưu trữ năng lượng (Energy Storage-ES) là quá trình tích lũy và lưu trữ năng lượng để giải quyết các vấn đề liên quan đến việc cung và cầu năng lượng, giúp đảm bảo rằng năng lượng có thể được cung cấp khi cần thiết [22]

Lưu trữ năng lượng là một yếu tố quan trọng trong việc phát triển các nguồn năng lượng tái tạo và bền vững Các nguồn năng lượng như điện, mặt trời và gió thường phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên Tuy nhiên, nhu cầu năng lượng của con người không phải lúc nào cũng phù hợp với sự hiện diện của các nguồn năng lượng tái tạo này [23], [24] Vì vậy, lưu trữ năng lượng được sử dụng để chứa năng lượng dư thừa và cung cấp năng lượng khi nguồn cung không khả dụng [22] Có nhiều dạng năng lượng khác nhau có thể được lưu trữ như năng lượng cơ, điện và nhiệt, [25]

6

1.2.2 Lưu trữ năng lượng nhiệt (TES)

Lưu trữ năng lượng nhiệt (Thermail Energy Storage-(TES)) là một dạng của lưu trữ năng lượng, có thể được lưu trữ dưới dạng thay đổi năng lượng bên trong của vật liệu (nội năng) dưới dạng nhiệt hiện, nhiệt ẩn và nhiệt hóa học hoặc sự kết hợp các loại với nhau TES giúp lưu trữ và tận dụng tối đa năng lượng nhiệt được tạo ra từ các nguồn nhiệt tái tạo hoặc từ các quá trình nhiệt hóa khác [26]

Trong các hệ thống TES, năng lượng được cung cấp cho một hệ thống lưu trữ bao gồm ba bước: nạp, lưu trữ và xả, tạo ra một chu kỳ lưu trữ hoàn chỉnh (Hình 1) [27]

Hình 1.2: Chu trình lưu trữ hoàn chỉnh của TES

1.2.3 Phân loại hệ thống lưu trữ nhiệt năng

Hình 1.3: Sơ đồ hệ thống lưu trữ năng lượng nhiệt TES

1.2.3.1 Lưu trữ nhiệt hiện (SHS)

Lưu trữ nhiệt hiện là phương pháp đơn giản nhất dựa trên việc lưu trữ năng lượng nhiệt dưới dạng nội năng bằng cách tăng hoặc giảm nhiệt độ môi trường lưu trữ chất lỏng

7 hoặc chất rắn (ví dụ: nước, cát, muối nóng chảy hoặc đá), với nước là lựa chọn rẻ và phổ biến nhất SHS có hai ưu điểm chính: rẻ và không độc hại [28] Lượng nhiệt được lưu trữ trong SHS phụ thuộc vào khối lượng, nhiệt dung và độ biến thiên nhiệt độ của vật liệu lưu trữ [6]

1.2.3.2 Lưu trữ nhiệt tiềm ẩn (LHS)

Lưu trữ nhiệt tiềm ẩn là phương pháp lưu trữ năng lượng nhiệt bằng cách sử dụng sự thay đổi trạng thái hoặc pha của vật liệu (như từ chất lỏng sang chất rắn hoặc ngược lại) để lưu trữ và giải phóng nhiệt động [29] Vật liệu được sử dụng để lưu trữ nhiệt ẩn được gọi là vật liệu chuyển pha (PCM) Lượng nhiệt được lưu trữ trong LHS phụ thuộc vào khối lượng và khả năng lưu trữ của các PCM [6]

Điểm khác biệt giữa LHS so với SHS là khả năng lưu trữ nhiệt ở khoảng nhiệt độ gần như không đổi Ban đầu, những vật liệu này hoạt động giống như vật liệu SHS ở chỗ nhiệt độ tăng tuyến tính với enthanpy Tuy nhiên, sau đó, nhiệt được hấp thụ hoặc giải phóng ở nhiệt độ gần như không đổi với sự thay đổi trạng thái vật lý [30]

1.2.3.3 Lưu trữ nhiệt hóa học (TCES)

Lưu trữ nhiệt hóa học hay lưu trữ năng lượng nhiệt hóa (Thermochemical Energy Storage-TCES) là một phương pháp lưu trữ năng lượng nhiệt thông qua các phản ứng hóa học để tích lũy và giải phóng năng lượng nhiệt TCES có ba giai đoạn hoạt động: phân ly thu nhiệt, lưu trữ các sản phẩm phản ứng và phản ứng tỏa nhiệt của các sản phẩm phân ly Bước cuối cùng tái tạo các vật liệu ban đầu, cho phép quá trình được lặp lại Do đó, chỉ có thể sử dụng các phản ứng thuận nghịch cho quá trình lưu trữ này [30], [31]

Lưu trữ năng lượng nhiệt hóa có mật độ lưu trữ cao hơn so với các loại TES khác, cho phép lưu trữ một lượng lớn năng lượng bằng cách sử dụng một lượng nhỏ chất lưu trữ, thích hợp cho các ứng dụng lưu trữ dài hạn [32]

1.2.4 So sánh các hệ thống lưu trữ nhiệt năng

Tổng quan về phạm vi nhiệt độ hoạt động, mật độ lưu trữ, khả năng thương mại và độ bền của TES bao gồm các phương tiện lưu trữ năng lượng nhiệt hợp lý, tiềm ẩn hoặc hóa học được đưa ra trong Bảng 1.1

8 Bảng 1.1: So sánh các hệ thống TES [33], [34]

Phạm vi nhiệt độ hoạt động Trung bình Cao Thấp

Khả năng thương mại Có sẵn trên thị

trường

Có sẵn trên thị trường đối với

một số loại

Không có sẵn trên thị trường

Bảng 1.2: Ưu và nhược điểm của các loại TES [27], [35]

SHS

- Đơn giản - Chi phí thấp - Ổn định và tuổi thọ cao

- Mật độ lưu trữ năng lượng thấp - Thất thoát nhiệt ra môi trường

- Tốc độ truyền nhiệt kém và độ dẫn nhiệt thấp

- Yêu cầu nhiệt độ và áp suất chính xác để xảy ra quá trình biến đổi pha

TCES

- Mật độ lưu trữ năng lượng cao - Không có hoặc thất thoát nhiệt

thấp - Khối lượng nhỏ

- Cần phản ứng hóa học phức tạp và điều kiện chính xác để xảy ra quá trình lưu trữ và giải phóng nhiệt

- Chi phí cao, không thực tế Thế mạnh của việc sử dụng lưu trữ nhiệt ẩn so với công nghệ lưu trữ nhiệt hiện là nó có mật độ lưu trữ nhiệt cao hơn gấp 10 lần, công suất 50-150 kWh/tấn và hiệu suất khứ hồi là 75-96% [6], [36], [37]

Hình 1.4: Quá trình chuyển pha của PCM

1.3.2 Phân loại PCM

Các PCM có thể được chia thành PCM rắn-rắn, PCM rắn-lỏng, PCM khí-rắn và PCM lỏng-khí theo loại pha biến đổi Đối với PCM rắn-khí và PCM lỏng-khí, do sự tạo ra chất khí trong quá trình biến đổi pha, thay đổi thể tích lớn hơn so với các loại PCM khác, nên việc áp dụng chúng bị hạn chế PCM rắn-rắn và PCM rắn-lỏng đã được chứng minh là có tiềm năng ứng dụng trong xây dựng tiết kiệm năng lượng, năng lượng mặt trời ,thu hồi nhiệt, kiểm soát nhiệt độ và các lĩnh vực khác [38], [39]

Phần lớn các PCM được sử dụng cho lưu trữ năng lượng nhiệt là các PCM rắn-lỏng và được sắp xếp theo thành phần hóa học của các vật liệu như: hữu cơ, vô cơ và eutectic như trong Hình 1.2 [1] Ban đầu, PCM rắn-lỏng hoạt động giống như vật liệu lưu trữ nhiệt hiện, nhiệt độ của chúng bắt đầu tăng lên khi chúng hấp thụ nhiệt, khi đạt đến thời gian chuyển pha, nhiệt độ chúng tiếp tục hấp thụ nhiệt mà không tăng nhiệt độ đáng kể

10 cho đến khi toàn bộ vật liệu được chuyển thành pha lỏng Khi nhiệt độ xung quanh PCM nóng chảy giảm xuống, nó sẽ đông đặc lại và giải phóng nhiệt đã lưu trữ [30], [40]

Hình 1.5: Phân loại vật liệu chuyển pha Bảng 1.3: Ưu và nhược điểm của các loại PCM rắn-lỏng [25], [41]

PCM Điển hình

- Muối - Muối hydrat - Muối kim loại: cacbonat,

clorua, sunfat,

- Sáp parafin - Este

- Ankan - Axit béo - Rượu

- Eutectic hữu cơ - Eutectic vô cơ - Eutectic hữu cơ-vô

phí

- Nhiệt độ nóng chảy cao

- Không bị ăn mòn - Ổn định về măt hóa

học - Không hoặc ít bị hiện

tượng siêu lạnh

- Nhiệt độ nóng chảy cao

- Mật độ lưu trữ nhiệt thể tích cao

- Không có sự phân tách pha

Nhược điểm

- Có hiện tượng siêu lạnh - Dễ bị ăn mòn

- Bị phân tách pha - Ổn định về nhiệt kém

- Độ dẫn nhiệt thấp - Dễ cháy

- Độc và có tính ăn mòn nhẹ

- Enthalpy nóng chảy thấp

- Thiếu dữ liệu thử nghiệm hiện có về các tính chất nhiệt lý - Một số loại bị hiệu

ứng siêu lạnh - Tốn kém

11

1.3.3 Ứng dụng

PCM được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: xây dựng, dệt may, ô tô và lắp đặt năng lượng mặt trời, Trong những năm gần đây, phạm vi ứng dụng ngày càng tăng, bao gồm cả những lĩnh vực điện tử và y học [1]

Dựa trên nhiệt độ chuyển pha mà PCM có thể ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như:

• PCM có nhiệt độ chuyển pha thấp (< 15 °C), thường được sử dụng trong ứng dụng điều hòa và công nghiệp thực phẩm

• PCM có nhiệt độ chuyển pha trung bình, phổ biến nhất (15-90 °C), ứng dụng trong các lĩnh vực: năng lượng mặt trời, y tế, dệt may, điện tử và tiết kiệm năng lượng trong thiết kế tòa nhà

• PCM có nhiệt độ chuyển pha cao ( > 90 °C), được phát triển chủ yếu trong công nghiệp và các ứng dụng hàng không vũ trụ [39], [42]

1.3.4 Tiêu chí lựa chọn PCM

Quy trình lựa chọn PCM thích hợp nhất cho một ứng dụng lưu trữ năng lượng cụ thể rất phức tạp và tốn thời gian, được dựa vào nhiều tiêu chí khác nhau như: đặc tính vật lý, nhiệt, hóa học và động học của vật liệu cũng như chi phí, tính sẵn có, an toàn sản phẩm, khả năng thích ứng và độ tin cậy [6] Một số tiêu chí chính chi phối việc lựa chọn vật liệu lưu trữ nhiệt thay đổi pha được ví dụ như:

• Có điểm nóng chảy trong phạm vi nhiệt độ hoạt động mong muốn (phạm vi nhiệt độ của ứng dụng)

• Khả năng lưu trữ nhiệt năng cao • Độ dẫn nhiệt cao, do đó chênh lệch nhiệt độ khi nạp và xả vật liệu lưu trữ nhỏ • Thể tích thay đổi nhỏ trong quá trình chuyển pha, do đó có thể sử dụng bình chứa

trao đổi nhiệt đơn giản • Thể hiện rất ít hoặc không có hiện tượng siêu lạnh • Có tính ổn định hóa học, không bị phân hủy hóa học và chống ăn mòn • Không chứa chất độc hại, không bắt lửa và không nổ

• Có sẵn trên thị trường với chi phí hợp lí [38], [43]

12 Bảng 1.4: Ví dụ về thông số nhiệt của một số loại PCM [38], [43]

Nhiệt độ nóng chảy (oC)

Enthanpy nóng chảy (J/g)

Độ dẫn nhiệt (W/m.K)

Tỷ trọng ( Kg/m3)

1.3.5 Stearic acid (SA)

Trong số PCM được nghiên cứu, SA (C17H35COOH), một axit béo chuỗi thẳng, đã được phát hiện có nhiều đặc tính nổi trội, chẳng hạn như: nhiệt ẩn cao, không độc hại, sẵn có trên thị trường với chi phí hợp lý và phạm vi nhiệt độ thay đổi pha phù hợp cho các ứng dụng thường gặp trong cuộc sống hàng ngày như: điều chỉnh nhiệt độ trong tòa nhà, hệ thống làm lạnh và thiết bị điện tử SA là vật liệu chuyển pha đầy hứa hẹn cho các ứng dụng lưu trữ năng lượng nhiệt [9], [10]

Hình 1.6: Công thức phân tử của SA

1.4 Vật liệu chuyển pha ổn định hình dạng (SSPCM)

1.4.1 Khái niệm

Mặc dù PCM có khả năng lưu trữ nhiệt cao, nhưng vẫn còn một số vấn đề trong các ứng dụng thực tế như: rò rỉ trong quá trình thay đổi pha rắn-lỏng và độ dẫn nhiệt thấp Một cách để giảm thiểu những nhược điểm này là chế tạo vật liệu chuyển pha ổn định hình dạng bằng cách ngâm tẩm PCM vào nền xốp [12]