NGHIÊN CỨU, TỔNG HỢP VẬT LIỆU TỔ HỢP CẤU TRÚC NANO Fe3O4/rGO ỨNG DỤNG TRONG HẤP THỤ NĂNG LƯỢNG NHIỆT LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LIỆU VÀ LINH KIỆN NANO

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TRẦN VĂN HIỆP NGHIÊN CỨU, TỔNG HỢP VẬT LIỆU TỔ HỢP CẤU TRÚC NANO Fe3O4/rGO ỨNG DỤNG TRONG HẤP THỤ NĂNG LƯỢNG NHIỆT LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LIỆU VÀ LINH KIỆN NANO HÀ NỘI - 2020 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TRẦN VĂN HIỆP NGHIÊN CỨU, TỔNG HỢP VẬT LIỆU TỔ HỢP CẤU TRÚC NANO Fe3O4/rGO ỨNG DỤNG TRONG HẤP THỤ NĂNG LƯỢNG NHIỆT Chuyên ngành: Vật liệu linh kiện nano Mã số: 8440126.01QTD LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LIỆU VÀ LINH KIỆN NANO Người hướng dẫn khoa học: TS Bùi Đình Tú PGS.TS Phạm Đức Thắng HÀ NỘI - 2020 LỜI CẢM ƠN Lời cho phép tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành lời cảm ơn sâu sắc tới hai Thầy hướng dẫn: TS Bùi Đình Tú, PGS.TS Phạm Đức Thắng (Khoa Vật lý kỹ thuật Công nghệ nano, Trường Đại học Công Nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội) Các Thầy truyền cho niềm đam mê nghiên cứu học tập tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành Luận văn tốt nghiệp Thầy không trang bị cho kiến thức bổ ích chun mơn khoa học mà cịn cách tư duy, cách làm việc có hệ thống, hiệu cách đối nhân xử sống Ngồi ra, tơi xin trân trọng cảm ơn tồn thể q Thầy, Cơ cơng tác Khoa Vật lý kỹ thuật Công nghệ nano, Trường Đại học Công nghệ - ĐHQGHN giảng dạy, dìu dắt cung cấp cho tơi tư tảng khoa học từ kiến thức đến chun sâu giúp tơi hồn thành luận văn Tơi xin tỏ lịng biết ơn đến lãnh đạo Trung tâm Công nghệ Vi điện tử Tin học tạo điều kiện cho tơi hồn thành luận văn Cuối cùng, xin gửi tình cảm yêu thương đến gia đình, bạn bè, người thân chỗ dựa tinh thần vững giúp tơi vượt qua khó khăn, cổ vũ động viên tơi hồn thành luận văn ln ủng hộ theo đuổi đam mê khoa học Một lần tơi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày….tháng … năm 2020 Học viên Trần Văn Hiệp i TÓM TẮT Năng lượng nhiệt dạng lượng quan trọng, có liên quan mật thiết đến đời sống người sản xuất xã hội Có nhiều phương pháp vật liệu sử dụng với mục đích lưu trữ lượng nhiệt, vật liệu thay đổi pha áp dụng rộng rãi để lưu trữ lượng nhiệt khả cải thiện hiệu suất sử dụng vật liệu Tuy nhiên, khả chuyển đổi lượng vốn có vật liệu mức thấp, vấn đề cần giải khẩn cấp Trên giới, phương pháp nâng cao hiệu suất lưu trữ chuyển đổi lượng nhiệt thu hút được quan tâm nhà khoa học nhiều nghiên cứu cơng bố Với mục tiêu nghiên cứu, cải thiện nâng cao tính chất hấp thụ nhiệt vật liệu chuyển pha luận văn tiến hành nghiên cứu chế tạo vật liệu tổ hợp có cấu nano giúp tăng cường khả chuyển đổi lượng dựa vật liệu thay đổi pha trộn vật liệu tổ hợp graphen ơxít dạng nano có chức Fe3O4 (Fe3O4/rGO) Nhờ tính chất từ tính Fe3O4 hấp thụ quang phổ chuyển đổi quang nhiệt graphen, vật liệu tổ hợp chuyển đổi hiệu lượng từ tính ánh sáng thành lượng nhiệt tác động nguồn sáng từ mặt trời Năng lượng nhiệt lưu trữ vật liệu thay đổi pha trình chuyển pha Các vật liệu tổ hợp thu có tính chất vượt trội so với vật liệu ban đầu, chúng thể ổn định nhiệt tuyệt vời với điểm nóng chảy cao khả đảo ngược cho trình xả Các kết đo đạc thực nghiệm cho thấy chất chuyển pha trộn thêm vật vật liệu tổ hợp Fe3O4/rGO chế tạo cho kết tốt nhiều so với chất ban đầu Các vật liệu tổ hợp Fe3O4/rGO ứng dụng cho chuyển đổi lưu trữ lượng mở lĩnh vực vật liệu lượng phong phú đầy hứa hẹn Từ khóa: Vật liệu tổ hợp, Fe3O4/rGO, lưu trữ lượng nhiệt, hấp thụ lượng nhiệt mặt trời ii LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan luận văn cơng trình nghiên cứu cá nhân tôi, thực hướng dẫn khoa học TS Bùi Đình Tú PGS.TS Phạm Đức Thắng hỗ trợ nhóm nghiên cứu Các kết đưa luận văn tơi thực hồn tồn trung thực Các thơng tin, tài liệu tham khảo từ nguồn sách, tạp chí, báo sử dụng luận văn liệt kê danh mục tài liệu tham khảo Tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm trước Nhà trường lời cam đoan Học viên thực Trần Văn Hiệp iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT ii LỜI CAM ĐOAN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ix MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN 1.1 Năng lượng nhiệt 1.1.1 Định nghĩa 1.1.2 Nguồn lượng nhiệt 1.1.3 Vai trò lượng nhiệt 1.2 Lưu trữ lượng nhiệt 10 1.2.1 Nhiệt 10 1.2.2 Nhiệt hóa 12 1.2.3 Nhiệt ẩn 14 1.3 Vật liệu chuyển pha 16 1.3.1 Định nghĩa PCM 16 1.3.2 Các loại PCM tiêu chí cho lựa chọn TES 16 1.3.3 Đặc tính PCM 17 1.4 Vật liệu Fe3O4/GO 19 1.4.1 Graphen ơxít 19 1.4.2 Hạt nano siêu thuận từ Fe3O4 24 1.4.3 Phương pháp tổng hợp Fe3O4/rGO 29 1.5 Kết luận chương 30 Chương CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 31 2.1 Thiết bị hóa chất 31 2.1.1 Thiết bị dụng cụ 31 2.1.2 Hóa chất 31 2.2 Tổng hợp vật liệu 31 2.2.1 Tổng hợp hạt nano Fe3O4 31 iv 2.2.2 Tổng hợp GO 32 2.2.3 Tổng hợp Fe3O4/rGO/PEG 33 2.3 Các phương pháp, thiết bị khảo sát hình thái, cấu trúc tính chất vật liệu 36 2.3.1 Thiết bị từ kế mẫu rung 36 2.3.2 Thiết bị nhiễu xạ tia X 36 2.3.3 Phương pháp hiển vi điện từ quét phân giải cao 38 2.3.4 Phổ tán sắc lượng tia X 38 2.3.5 Phổ hấp thụ phân tử UV-VIS 39 2.3.6 Phương pháp phổ hồng ngoại biến đổi Fourier 41 2.4 Kết luận chương 41 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 42 3.1 Cấu trúc, tính chất từ, tính chất quang vật liệu 42 3.1.1 Vật liệu Fe3O4 42 3.1.2 Graphen ơxít 44 3.1.3 Vật liệu tổ hợp Fe3O4/GO/PEG 45 3.2 Tính chất nhiệt vật liệu 51 3.2.1 Khảo sát tính chất chuyển đổi từ nhiệt vật liệu 51 3.2.2 Khảo sát khả truyền nhiệt vật liệu 53 3.2.3 Khảo sát khả hấp thụ nhiệt vật liệu 54 3.3 Kết luận chương 56 KẾT LUẬN 57 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Minh họa chất lượng nhiệt vật liệu Hình 1.2 Một “Tháp lượng mặt trời” nhiệt mặt trời Las Vegas (Nguồn: sciencealert.com) Hình 1.3 Một nhà máy địa nhiệt Indonesia (Nguồn: asia.nikkei.com) Hình 1.4 Vai trị lượng nhiệt chu trình nước (Nguồn: SGK Khoa học) Hình 1.5 Hệ thống lưu trữ nhiệt hóa sử dụng MgSO4/H2O với (a) Lị phản ứng riêng biệt (b) Lị phản ứng tích hợp [40] 13 Hình 1.6 Các họ PCM sử dụng TES 15 Hình 1.7 Cấu trúc GO đề xuất nhà khoa học khác [65] 19 Hình 1.8 Các phương pháp chế tạo GO 21 Hình 1.9 Cơ chế hình thành GO [66] 23 Hình 1.10 (a) Ảnh chụp vật liệu Fe3O4 (b) cấu trúc tinh thể Fe3O4 24 Hình 1.11 Sắp xếp spin phân từ Fe3O4 25 Hình 1.12: Các hạt siêu thuận từ so với hạt sắt từ có diện (a) (b) khơng có từ trường bên 26 Hình 1.13 Tỷ lệ thành cơng q trình tổng hợp Fe3O4 hàm với tỷ lệ mol dung dịch Fe3+/ Fe2+ 28 Hình 2.1 Quy trình tổng hợp hạt nano Fe3O4 32 Hình 2.2 Quy trình tổng hợp GO phương pháp Hummer cải tiến 33 Hình 2.3 Quy trình tổng hợp rGO từ GO 33 Hình 2.4 Quy trình tổng hợp Fe3O4/rGO phương pháp 34 Hình 2.5 Quy trình tổng hợp Fe3O4/rGO phương pháp 35 Hình 2.6 Hệ VSM Lake Shore 7404 36 Hình 2.7 Hệ máy XRD EQUINOX 5000 38 Hình 2.8 Máy FE-SEM Hitachi S-4800 Viện Khoa học vật liệu 39 Hình 2.9 Máy Cary 5000 UV-vis-NIR Trung tâm cơng nghệ Laser 41 Hình 3.1 Phổ nhiễu xạ tia X vật liệu Fe3O4 42 Hình 3.2 Đường cong từ hóa mẫu vật liệu Fe3O4 43 Hình 3.3 Ảnh SEM mẫu vật liệu Fe3O4 44 Hình 3.4 Hình ảnh SEM mẫu a) graphit b) vật liệu rGO 44 Hình 3.5 Phổ UV-vis GO rGO 45 Hình 3.6 Hình ảnh SEM mẫu a) vật liệu rGO, b) F1G1 c) F4G1 46 Hình 3.7 Phổ EDX vật liệu Fe3O4/rGO 47 Hình 3.8 Phổ phân tích kích thước động học hạt Fe3O4/rGO 48 Hình 3.9 Đường cong từ hóa VSM F1G1, F2G1, F4G1, F8G1 Fe3O4 49 Hình 3.10 Phổ FT-IR mẫu vật liệu F4G1 50 Hình 3.11 Phổ UV-vis mẫu F1G1, F2G1, F4G1, F8G1 Fe3O4 51 Hình 3.12 Đường cong hấp thụ nhiệt tác dụng từ trường vật liệu Fe3O4/rGO/PEG với tỷ lệ khác 52 Hình 3.13 Sự phụ thuộc nhiệt độ vào tỷ lệ nồng độ mol từ trường AC 52 vi Hình 3.14 Ảnh nhiệt mẫu vật liệu a) PEG, b) F4G1, c) F1G1 d) G1 trình sạc 53 Hình 3.15 Ảnh nhiệt mẫu vật liệu a) PEG, b) F4G1, c) F1G1 d) G1 xả nhiệt điều kiện phịng thí nghiệm 54 Hình 3.16 Khả hấp thụ nhiệt mặt trời mẫu vật liệu tổ hợp 55 vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Tính chất số vật liệu sử dụng lưu trữ nhiệt dạng lỏng 11 Bảng 1.2 Tính chất số vật liệu sử dụng lưu trữ nhiệt dạng lỏng 12 Bảng 1.3 Một số vật liệu tiềm sử dụng lưu trữ nhiệt hóa 14 Bảng 1.4 Các tiêu chí chọn PCM 16 Bảng 1.5 Tính chất nhiệt số PCM phổ biến với nhiệt ẩn cao[60] 17 Bảng 2.1 Bảng danh mục hóa chất dùng luận văn 31 Bảng 2.2 Tỷ lệ mol Fe2+ C sử dụng cho mẫu pha trộn phương pháp khác 35 Bảng 3.1 Kích thước tinh thể trung bình vật liệu 43 Bảng 3.2 Tỷ lệ nguyên tố mẫu F1G1 47 Bảng 3.3 Các thơng số từ tính mẫu vật liệu tổ hợp 49 Bảng 3.4 Nhiệt độ mẫu phơi ánh nắng mặt trời 54 viii nhiên đỉnh có xu hướng dịch vùng ánh sáng khả kiến trộn với Fe3O4 Trong mẫu vật liệu có tỷ lệ Fe3O4 thấp cho thấy đỉnh đặc trưng Fe3O4 khơng rõ ràng Hình 3.11 Phổ UV-vis mẫu F1G1, F2G1, F4G1, F8G1 Fe3O4 3.2 3.2.1 Tính chất nhiệt vật liệu Khảo sát tính chất chuyển đổi từ nhiệt vật liệu Kết khảo sát phụ thuộc nhiệt độ vào thời gian vật liệu đặt từ trường xoay chiều thể Hình 3.12 Kết khảo sát tương ứng với kết phân tích tính chất từ vật liệu phương pháp VSM Các mẫu vật liệu có chứa tỷ lệ Fe3O4 cao cho tốc độ gia nhiệt nhanh Điều dễ dàng lý giải việc sử dụng từ trường AC làm cho hạt Fe3O4 dao động với tần số lớn quanh vị trí mạng rGO gây nhiệt, mẫu vật liệu có nhiều Fe3O4 thành phần góp phần gia nhiệt lớn dẫn đến nhanh chóng làm thay đổi nhiệt tổng thể mẫu vật liệu Các mẫu G1 PCM khơng có diện tính chất từ khơng có thay đổi nhiệt q lớn đặt tác dụng từ trường AC 51 Hình 3.12 Đường cong hấp thụ nhiệt tác dụng từ trường vật liệu Fe3O4/rGO/PEG với tỷ lệ khác Sự phụ thuộc độ hấp thụ nhiệt vào tỷ lệ nồng độ mol Fe3O4 rGO thể Hình 3.13 Với vật liệu A (được chế tạo dạng vật liệu lai-hybrid), ta thấy vật liệu có độ hấp thụ nhiệt thấp, hệ số hấp thụ nhiệt riêng (SAR) vật liệu hybrid thấp (< 10) Với vật liệu B (được chế tạo dạng vật liệu tổ hợp composite), có tạo thành liên kết thành phần Fe3O4-rGO nên ta thấy chúng có đường cong hấp thụ nhiệt tốt Khi tăng tỷ lệ mol Fe3O4, hấp thụ lượng từ vật liệu tăng lên hệ số hấp thụ nhiệt SAR tăng lên Ta thấy hệ số SAR vật liệu B lớn nhiều so với vật liệu A (khoảng lần) Hình 3.13 Sự phụ thuộc nhiệt độ vào tỷ lệ nồng độ mol từ trường AC 52 3.2.2 Khảo sát khả truyền nhiệt vật liệu Ban đầu mẫu vật liệu tổ hợp với tỉ lệ Fe3O4 khác làm lạnh đến nhiệt độ 0°C, sau mẫu truyền nhiệt với nguồn nhiệt ổn định 65°C Quá trình truyền nhiệt ghi lại máy ảnh nhiệt Hình 3.14 ảnh nhiệt mẫu sau thời gian 30 giây kể từ bắt đầu truyền nhiệt a) b) c) d) Hình 3.14 Ảnh nhiệt mẫu vật liệu a) PEG, b) F4G1, c) F1G1 d) G1 trình sạc Từ ảnh nhiệt Hình 3.14 cho thấy vùng nhiệt mẫu vật liệu PCM có trộn thêm Fe3O4/rGO có xu hướng mở rộng hướng so với mẫu PEG 400 Các mẫu có tỷ lệ Fe3O4 khác có thay đổi nhỏ biên độ vùng nhiệt, tỷ lệ Fe3O4 lớn vùng nhiệt có xu hướng nhỏ Việc tăng tỷ lệ Fe3O4 dẫn đến giảm khả truyền dẫn nhiệt đám Fe3O4 lớn bám mảng rGO làm giảm khả trao đổi nhiệt lớp rGO Tuy nhiên so sánh với mẫu PEG vùng nhiệt mẫu cải thiện đáng kể Kết ảnh nhiệt Hình 3.14 thể khả dẫn nhiệt vượt trội vật liệu rGO vật liệu Sau mẫu vật liệu đạt đến giới hạn nhiệt độ cực đại Các mẫu xả nhiệt mơi trường nhiệt độ phịng Hình 3.15 thể ảnh nhiệt mẫu vật liệu xả nhiệt điều kiện phịng thí nghiệm thời gian 20 phút 53 a) b) c) d) Hình 3.15 Ảnh nhiệt mẫu vật liệu a) PEG, b) F4G1, c) F1G1 d) G1 xả nhiệt điều kiện phịng thí nghiệm Kết Hình 3.15 cho thấy lượng nhiệt mẫu tương đối nhau, điều chứng tỏ nhiệt dung riêng mẫu PEG PEG có trộn thêm vật liệu Fe3O4/rGO phương pháp trộn vật liệu lai (hybrid) khơng có nhiều thay đổi 3.2.3 Khảo sát khả hấp thụ nhiệt vật liệu Các mẫu vật liệu khảo sát khả hấp thụ nhiệt từ mặt trời cách phơi mẫu ánh sáng mặt trời khoảng thời gian từ 12 trưa đến 15 chiều Các mẫu lấy với khối lượng đặt vị trí cố định suốt thời gian khảo sát Để tránh thất thoát nhiệt, máy đo nhiệt độ không tiếp xúc sử dụng để khảo sát nhiệt độ phép đo Bảng 3.4 Nhiệt độ mẫu phơi ánh nắng mặt trời Thời gian PCM G1 F1G1 F2G1-A F2G1-B F4G1 F8G1 11:45 29.7 38.4 38.5 39.3 38.3 35.4 37.9 12:15 38.7 59.0 56.6 54.8 51.3 56.9 53.8 12:45 35.9 56.0 57.3 55.5 53.1 54.8 53.3 13:15 36.7 53.6 59.7 59.2 57.7 56.9 54.4 13:45 35.6 52.3 58.4 57.1 56.3 55.4 51.5 14:15 33.9 50.2 56.3 54.5 54.5 52.0 30.7 15:15 29.0 32.5 33.5 33.8 34.2 32.5 33.2 Khi nhiệt độ lớn PEG phơi điều kiện ánh sáng mặt trời cho nhiệt độ cao 38.7°C mẫu vật liệu pha thêm vật liệu tổ hợp 54 cho nhiệt lên đến 59.7°C Như mẫu PEG có pha thêm vật liệu tổ hợp cho thấy cải thiện hiệu suất hấp thụ rõ ràng Dựa vào Bảng 3.4 lập biểu đồ phụ thuộc thời gian nhiệt mẫu thử nghiệm đồ thị Hình 3.16 Hình 3.16 Khả hấp thụ nhiệt mặt trời mẫu vật liệu tổ hợp Kết khảo sát cho thấy vật liệu tổ hợp nhạy với nhiệt độ môi trường đặc biệt mẫu rGO, nhiệt độ môi trường ghi nhận giá trị cực đại thời điểm 30 phút sau thử nghiệm, điều minh chứng rõ tất mẫu vật liệu có thay đổi nhiệt độ nhanh ban đầu 55 3.3 Kết luận chương Trong chương này, luận văn trình bày kết thu tiến hành khảo sát tính chất vật liệu dùng chế tạo vật liệu tổ hợp tính chất vật liệu tổ hợp Các vật liệu đơn sau chế tạo dùng làm tiền chất để tổng hợp vật liệu tổ hợp có cấu trúc tinh thể vi mơ rõ ràng Kết khảo sát tính chất chuyển đổi quang nhiệt từ nhiệt cho thấy vật liệu tổ hợp chất chuyển pha cải thiện đáng kể khả hấp thụ nhiệt ánh sáng mặt trời Kết khảo sát tính chuyển đổi từ nhiệt cho thấy khả chuyển hóa lượng từ thành lượng nhiệt vật liệu chế tạo tốt 56 KẾT LUẬN Luận văn đạt kết sau: Chế tạo vật liệu tổ hợp Fe3O4/rGO hai phương pháp khác tương ứng với vật liệu nanocomposite vật liệu lai sở vật liệu Fe3O4, rGO tiền chất Vật liệu từ Fe3O4 có dạng hạt với kích thước cỡ 40-50 nm Các hệ mẫu tổ hợp có tỷ phần mol Fe3O4/rGO tính theo Fe2+/C thay đổi 4%, 8%, 16%, 32 % Bên cạnh đó, việc nghiên cứu tính chất chung, khảo sát cấu trúc vi mô cho thấy vật liệu tổ hợp Fe3O4/rGO bao gồm hai pha rGO Fe3O4, hạt nano gắn kết bền chặt rGO Các mẫu vật liệu tổ hợp cho thấy khả cải thiện hiệu hấp thụ truyền dẫn nhiệt tốt trộn vào chất chuyển pha PEG Hệ số hấp thụ nhiệt riêng SAR tăng lên có khác hệ vật liệu lai vật liệu composite Khảo sát khả hấp thụ nhiệt vật liệu cho thấy cải thiện rõ rệt vật liệu tổ hợp thêm vào PEG Mẫu F1G1 với tỷ lệ mol Fe2+/C 4% cho thấy khả chuyển đổi quang nhiệt tốt với giá trị khảo sát 59.7°C so với PEG 400 38.7°C Các vật liệu tổ hợp chế tạo cho khả thấy cải thiện rõ rệt hiệu suất PCM, đặc biệt khả hấp thụ chuyển đổi lượng nhiệt từ mặt trời 57 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Hữu Đức, Trần Mậu Danh, Trần Thị Dung (2007), “Chế tạo nghiên cứu tính chất từ hạt Nanơ Fe3O4 ứng dụng y sinh học”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, vol 23, trang 231-237 [2] Nguyễn Hữu Hiếu, Đặng Thị Minh Kiều, Phan Thị Hoài Diễm (20116), “Tổng hợp Fe3O4/graphen oxide nanocomposite để xử lý nước thải nhiễm kim loại nặng”, Science & Technology Development, Vol 18, No.T6-2015 [3] Nguyễn Mạnh Tường, Nguyễn Thị Hịa, Trần Đình Trình, Nguyễn Văn Nôi (2016), “Nghiên cứu chế tạo vật liệu compozit GO/Fe3O4 ứng dụng để xử lý As(III) môi trường nước”, Tạp chí Khoa học Tự nhiên Cơng nghệ, Vol 32 No Tiếng Anh [4] Murat M.Kenisarin, Kamola M.Kenisarina (2012), “Form-stable phase change materials for thermal energy storage”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Volume 16, Issue 4, Pages 1999-2040 [5] Hengxing Ji, Daniel P Sellan, Michael T Pettes, Xianghua Kong, Junyi Ji, Li Shi, Rodney S Ruoff (2014), “Enhanced thermal conductivity of phase change materials with ultrathin-graphít foams for thermal energy storage”, Energy and Environ Science, Pages 1185-1192 [6] Bent Stutz, Nolwenn Le Pierres, Frédéric Kuznik, Kevyn Johannes, Elena Palomo Del Barrio, Jean-Pierre Bédécarrats, Stéphane Gibout, Philippe Marty, Laurent Zalewski, Jerome Soto, Nathalie Mazet, Régis Olives, Jean-Jacques Bezian, Doan Pham Minh (2017), “Storage of thermal solar energy”, Comptes Rendus Physique, Volume 18, Issues 7–8, Pages 401-414 [7] Patrick A.Linfordac, Lin Xu, Botao Huang, Yang Shao-Horn, Carl V.Thompson (2018), “Multi-cell thermogalvanic systems for harvesting energy from cyclic temperature changes”, Journal of Power Sources, Volume 399, Pages 429-435 [8] Sung-Wook Choi, Yu Zhang, Younan Xia (2010), “A Temperature-Sensitive Drug Release System Based on Phase-Change Materials”, Angew Chem Int Ed Engl, Volume 49, Issue 43, Pages 7904–7908 [9] Idir Mellal, Aziz Oukaira, Emmanuel Kengene, Ahmed Lakhssassi (2017), “Thermal Therapy Modalities for Cancer Treatment: A Review and Future Perspectives”, International Journal of Applied Science - Research and Review, Vol No 2:14 59 [10] Hussam Jouhara, Navid Khordehgah, Sulaiman Almahmoud, Bertrand Delpech, Amisha Chauhan, Savvas A.Tassou (2018), “Waste heat recovery technologies and applications”, Thermal Science and Engineering Progress, Volume 6, Pages 268-289 [11] N.Javani, I.Dincer, G.F.Naterer, B.S.Yilbas (2014), “Heat transfer and thermal management with PCMs in a Li-ion battery cell for electric vehicles”, International Journal of Heat and Mass Transfer, Volume 72, Pages 690-703 [12] Ahmad Fariz Nicholas, Mohd Zobir Hussein, Zulkarnain Zainal, Tumirah Khadiran (2019), “Chapter 12 - Activated Carbon for Shape-Stabilized Phase Change Material, Synthesis”, Technology and Applications of Carbon Nanomaterials Micro and Nano Technologies, Pages 279-308 [13] Ioan Sarbu, Calin Sebarchievici (2018), “A Comprehensive Review of Thermal Energy Storage”, MDPI-Sustainability, Volume 10, Issue [14] Sajid Iqbal, Halima Khatoon, Ashiq Hussain Pandit (2019), “Sharif Ahmad, Recent development of carbon based materials for energy storage devices”, Materials Science for Energy Technologies, Volume 2, Issue 3, Pages 417-428 [15] Igor V BarsukovChristopher S JohnsonJoseph E DoningerVyacheslav Z Barsukov (2006), “New Carbon Based Materials for Electrochemical Energy Storage Systems: Batteries, Supercapacitors and Fuel Cells”, NATO Science Series II: Mathematics, Physics and Chemistry, Springer, Volume 229 [16] Deepak Verma, Kheng LimGoh (2019), “Chapter 11 - Functionalized GraphenBased Nanocomposites for Energy Applications”, Functionalized Graphen Nanocomposites and their Derivatives Synthesis, Processing and Applications Micro and Nano Technologies, Pages 219-243 [17] Mahmoud Nasrollahzadeh, Zahra Issaabadi, Mohaddeseh Sajjadi, S Mohammad Sajadi and Monireh Atarod (2019), “Chapter Types of Nanostructures”, Interface Science and Technology, Volume 28, Pages 29-80 [18] Xiujuan Fan, Guozheng Jiao, Wei Zhao, Pengfei Jin and Xin Li (2013), “Magnetic Fe3O4-graphen composites as targeted drug nanocarriers for pH-activated release”, Nanoscale, 5, 1143 [19] Dunia E Santiago, Luisa M.Pastrana-Martínez, Elisenda Pulido-Melián, Javier Ara, Joaquim L.Faria, Adrián M.T.Silva, Ĩscar González-Díaz, José M.DaRodríguez (2018), “TiO2-based (Fe3O4, SiO2, reduced graphen oxide) magnetically recoverable photocatalysts for imazalil degradation in a synthetic wastewater”, Environmental Science and Pollution Research 25, 27724–27736 60 [20] Xiaoqiao Fan, Jinqiu Xiao, Wentao Wang, Yuang Zhang, Shufen Zhang and Bingtao Tang (2018), “Novel Magnetic-to-Thermal Conversion and Thermal Energy Management Composite Phase Change Material”, Polymer-MDPI, 10(6):585 [21] Amir Karimi, S Salman S Afghahi, Hamed Shariatmadar, Mehdi Ashjaee (2014), “Experimental investigation on thermal conductivity of MFe2O4 (M = Fe and Co) magnetic nanofluids under influence of magnetic field”, Thermochimica Acta, Volume 598, Pages 59-67 [22] Ping Hu, Tian Chang, Wen-Jing Chen, Jie Deng, Shi-Lei Li, Ye-Gai Zuo, Lu Kang, Fan Yang, Megan Hostetter, Alex A Volinsky (2019), “Temperature effects on magnetic properties of Fe3O4 nanoparticles synthesized by the sol-gel explosionassisted method”, Journal of Alloys and Compounds, Volume 773, Pages 605-611 [23] Mohammad Razaul Karim, Shinya Hayami (2017), “Chemical, Thermal, and Light-Driven Reduction of Graphen Oxide: Approach to Obtain Graphen and its Functional Hybrids”, Graphen Materials - Advanced Applications, Chapter 5, Pages 89-103 [24] Loo Pin Yeo, Tam Duy Nguyen, Han Ling, Ying Lee, Daniel Mandler, Shlomo Magdassi, Alfred Iing Yoong Tok (2019), “Electrophoretic deposition of reduced graphen oxide thin films for reduction of cross-sectional heat diffusion in glass windows”, Journal of Science: Advanced Materials and Devices, Volume 4, Issue 2, Pages 252-259 [25] Xin Mu, Xufei Wu, Teng Zhang, David B Go, Tengfei Luo (2014), “Thermal Transport in Graphen Oxide – From Ballistic Extreme to Amorphous Limit”, Scientific Reports 4, 28 January 2014, No 3909 [26] B Zalba, J.M Marín, L.F Cabeza, H Mehling (2013), “Review on thermal energy storage with phase change: materials, heat transfer analysis and applications”, Applied Thermal Engineering, Volume 23, Issue 3, Pages 251-283 [27] M.M Farid, A Khudhair, S.A.K Razack, S Al-Hallaj (2004), “A review on phase change energy storage: materials and applications”, Energy Conversion and Management, Volume 45, Issues 9–10, Pages 1597-1615 [28] Ioan Sarbu, Calin Sebarchievici (2017), “Chapter - Thermal Energy Storage, Solar Heating and Cooling Systems Fundamentals”, Experiments and Applications, Pages 99-138 [29] Guy Ervin (1977), “Solar heat storage using chemical reactions”, Journal of Solid State Chemistry, Volume 22, Issue 1, Pages 51-61 61 [30] C Lee, X Wei, J.W Kysar, J Hone (2008), “Measurement of the elastic properties and intrinsic strength of monolayer graphen”, Science, 321 (5887), pp 385-388 [31] P Zhang, L Ma, F Fan, Z Zeng, C Peng, P.E Loya, Z Liu, Y Gong, J Zhang, X Zhang, P.M Ajayan, T Zhu, J Lou (2014), “Fracture toughness of graphen”, Nature Communications, 3782 (2014), Pages [32] Sneha Upadhyay, Kinnari Parekh, Brajesh Pandey (2016), “Influence of crystallite size on the magnetic properties of Fe3O4 nanoparticles”, Journal of Alloys and Compounds, Pages 678 [33] Abhat A ( 1983), “Low temperature latent heat thermal energy storage: heat storage materials”, Solar Energy; Volume 30, Issue 4, Pages 313-332 [34] Lorsch HG, Kauffman KW, Denton JC (1976), “Thermal energy storage for heating and air conditioning, Future energy production system”, Heat Mass Transfer Processes; Volume 1, Pages 69–85 [35] Lane GA, Glew DN, Clark EC, Rossow HE, Quigley SW, Drake SS, et al (1975) “Heat of fusion system for solar energy storage subsystems for the heating and cooling of building”, Chalottesville, Virginia, USA, [36] Humphries WR, Griggs EI (1977), “A designing handbook for phase change thermal control and energy storage devices”, NASA Technical Paper, Pages 1074 [37] Hasnain SM (1998) “Review on sustainable thermal energy storage technologies, Part 1: Heat storage materials and techniques” Energy Conversion and Management Volume 39, Issue 11, Pages 1127-1138 [38] Patricia Berger, Nicholas B Adelman, Katie J Beckman, Dean J Campbell, and Arthur B Ellis (1999), “Preparation and Properties of an Aqueous Ferrofluid”, Journal of Chemical Education, Volume 76, Pages 943-948 [39] G Gnanaprakash, S Mahadevan, T Jayakumar, P Kalyanasundaram, John Philip, Baldev Raj (2007), “Effect of initial pH and temperature of iron salt solutions on formation of magnetite nanoparticles”, Materials Chemistry and Physics, Volume 103, Pages 168–175 [40] Zondag HA, Kalbasenka A, van Essen M, Bleijendaal L, Schuitema R, van Helden W (2009), “First studies in reactor concepts for thermochemical storage”, ECN Energy Research Centre of the Netherlands,[Online] [41] Bales C, Gantenbein P, Jaenig D, Kerskes H, van Essen M, Weber R (2008), “Final report of Subtask B “chemical and sorption storage” The overview: A report of IEA 62 solar heating and cooling programme”, Task 32 Advanced storage concepts for solar and low energy buildings, Report B7 of Subtask [Online] [42] Parameshwaran,R., & Kalaiselvam,S (2014), “Energy conservative air conditioning system using silver nano-based PCM thermal storage for modern buildings”, Energy and Buildings, Volume 69, Pages 202-212 [43] C Lee, X Wei, J.W Kysar, J Hone (2008), “Measurement of the elastic properties and intrinsic strength of monolayer graphen”, Science, 321 (5887), Pages 385-388 [44] P Zhang, L Ma, F Fan, Z Zeng, C Peng, P.E Loya, Z Liu, Y Gong, J Zhang, X Zhang, P.M Ajayan, T Zhu, J Lou (2014), “Fracture toughness of graphen”, Nature Communications, Vol 5, Article number: 3782 [45] K.S Novoselov, V.I Fal′ko, L Colombo, P.R Gellert, M.G Schwab, K Kim (2012), “A roadmap for graphen”, Nature, 490, Pages 192 [46] S Stankovich, D.A Dikin, G.H.B Dommett, K.M Kohlhaas, E.J Zimney, E.A Stach, R.D Piner, S.T Nguyen, R.S Ruoff (2006), “Graphen-based composite materials”, Nature, 442, Pages 282 [47] P Kumar, F Shahzad, S Yu, S.M Hong, Y.-H Kim, C.M Koo (2015), “Largearea reduced graphen oxide thin film with excellent thermal conductivity and electromagnetic interference shielding effectiveness”, Carbon, 94, Pages 494-500 [48] John W.Lund (2003), “The USA geothermal country update”, Geothermics, Volume 32, Issues 4–6, Pages 409-418 [49] Alexander Richter (2018), “Global geothermal capacity reaches 14,369 MW – Top 10 Geothermal Countries”, Think GeoEnergy - Geothermal Energy News, [Online] [50] Weiss, Werner; Bergmann, Irene; Faninger, Gerhard (2008), “Solar Heat Worldwide - Markets and Contribution to the Energy Supply 2006” , International Energy Agency [Online] [51] Brodie, B.C (1960), “Sur le poids atomique du graphít”, Annales de Chimie et de Physique, 59, Pages 466-472 [52] L.Staidenmaier (1898), “Verfahere zur darstellung der graphitsaure”, Berichte der deutschen chemischen Geselllschaft, 31(2), Pages 1481-1487 [53] Hummers and Offeman (1958), “Preparation of Graphitic Oxide”, Journal of the American Chemical Society, 80(6), Pages 1339-1339 63 [54] Leila Shahriary, Anjali a Athawale (2014), “Graphen Oxide Synthesized by using Modified Hummers Approach”, International Journal of Renewable Energy and Environmental Engineering, Vol 02, No 01, Pages 58-63 [55] Zhao, G., et al., 2011, “Few-layered graphen oxide nanosheets as superior sorbents for heavy metal ion pollution management”, Environmental science & technology, 45(24), Pages 10454-10462 [56] I.Sridevi (2018), “Synthesis Of Graphen Oxide Modified Hummers Method And Its Application”, Journal of Advanced Research in Dynamical and Control Systems, Pages: 544-550s [57] Miao, J., Wang, F., Chen, Y., Zhu, Y., Zhou, Y., & Zhang, S (2019), “The adsorption performance of tetracyclines on magnetic graphen oxide: A novel antibiotics absorbent”, Applied Surface Science, Vol 475, Pages 549–558 [58] Pedro Tartaj, María del Puerto Morales, Sabino Veintemillas-Verdaguer, Teresita González-Carro and Carlos J Serna (2003), “The preparation of magnetic nanoparticles for applications in biomedicine”, Journal of Physics D: Applied Physics, Volume 36, Number 13, Pages 182 -197 [59] Debabrata NandiKaushik GuptaArup Kumar GhoshAmitabha DeSangam Banerjee (2012), “Manganese-incorporated iron(III) oxide–graphen magnetic nanocomposite: synthesis, characterization, and application for the arsenic(III)-sorption from aqueous solution”, Nanotechnology for Sustainable Development, Pages 149-162 [60] Amir Reza Vakhshouri (2019), “Paraffin as Phase Change Material”, IntechOpen, DOI: 10.5772/intechopen.90487 [Online] [61] Mascolo, M., Pei, Y., & Ring, T (2013), “Room Temperature Co-Precipitation Synthesis of Magnetite Nanoparticles in a Large pH Window with Different Bases”, Materials, 6(12), Pages 5549–5567 [62] Lili Feng, Guo Gao, Peng Huang, Xiansong Wang, Chunlei Zhang, Jiali Zhang, Shouwu Guo and Daxiang Cui (2011), “Preparation of Pt Ag alloy nanoisland/graphen hybrid composites and its high stability and catalytic activity in methanol electrooxidation”, Nanoscale Research Letters, 6:551 [63] Haitham Kalil, Shaimaa Maher, Tiyash Bose and Mekki Bayachou (2018), “Manganese Oxide/Hemin-Functionalized Graphen as a Platform for Peroxynitrite Sensing”, Journal of The Electrochemical Society, 165 (12) Pages 3133- 3140 64 [64] Eluyemi, Eleruja, Adedeji, Olofinjana, Fasakin, Akinwunmi, Ilori, Famojuro, Ayinde, Ajayi (2016), “Synthesis and Characterization of Graphen Oxide and Reduced Graphen Oxide Thin Films Deposited by Spray Pyrolysis Method”, Scientific Research Publishing Inc, 6, Pages 143-154 [65] Shun Mao, Haihui Pu and Junhong Chen (2012), “Graphene oxide and its reduction: modeling and experimental progress”, RSC Advances, 2, Pages 2643–2662 [66] Ayrat M Dimiev and James M Tour (2014), “Mechanism of Graphene Oxide Formation”, American Chemical Society, vol 8, Pages 3060–3068 [67] N.E Bassam, P.Maegaard, M.L.Schlichting (2013), “Geothermal Energy”, Distributed Renewable Energies for Off-Grid Communities, Pages 185-192 [68] W.Wang, M.M.Umair, J.Qiu, X.Fan, Z.Cui, Y.Yao, B.Tang (2019), “Electromagnetic and solar energy conversion and storage based on Fe3O4 functionalised graphene/phase change material nanocomposites”, Energy Conversion and Management , Pages 1299–1305 [69] Z Wang, Z.Tong, Q.Ye, H.Hu, X.Nie, C.Yan, W.Shang, C.Song, J.Wu, J.Wang, H.Bao, Pe.Tao & T.Deng (2017), “Dynamic tuning of optical absorbers for accelerated solar-thermal energy storage”, Nature Communications , 8: 1478 65