شبيه سازي ديناميك مولكولي اثر افزودن گرافن و نانو لوله هاي كربني به تتراكوسان براي بهبود خواص ذخيره سازي انرژي حرارتي

كارشناسي ارشد

ذخيره سازي انرژي حرارتي توسط مواد تغيير فاز دهنده انجام مي شود. دسته مهمي از اين مواد پارافين ها هستند كه ظرفيت حرارتي خوبي دارند ولي رسانايي حرارتي شان كم است. براي حل مشكل كمبود رسانايي حرارتي پارافين ها، راه حل هاي مختلفي مطرح است. يكي از اين راه ها افزودن نانو مواد ابررسانايي همچون گرافن و نانولوله‌هاي كربني به پارافين هاست كه در اين پژوهش مورد بررسي قرار گرفته است. پارافين استفاده شده در اين تحقيق تتراكوسان (C24H50) است كه يك آلكان بلند زنجير با نقطه ذوب حدود 50 الي 67 درجه سلسيوس مي باشد كه معمولاً براي كاربردهاي مديريت حرارتي باتري ها و قطعات الكترونيكي استفاده مي شود. نتايج نشان دادند افزودن گرافن و نانولوله كربني باعث افزايش رسانايي حرارتي پارافين مي شود، هرچند عمدتاً ظرفيت حرارتي آن را كمي كاهش مي دهد و به نظر مي رسد نقطه ذوب (دماي تغيير فاز) را كمي پايين تر مي آورد، و نيز به‌طور كلي تحرك و جنبش اتم ها را پايين مي آورد. گرافن و نانولوله كربني با توجه به رسانايي حرارتي بالايي كه دارند و با نظم بخشيدن به مولكول هاي پارافين و كريستالي نگه داشتن آنها، باعث افزايش رسانايي حرارتي كامپوزيت هاي پارافين-گرافن و پارافين-نانولوله كربني مي شوند. هرچند اين افزايش رسانايي حرارتي در كامپوزيت پارافين-نانولوله كربني بيشتر مشاهده شد. از طرفي افزودن اين نانو ذرات باعث كاهش ظرفيت حرارتي در اكثر شرايط دمايي مي شود. كاهش ظرفيت حرارتي نيز در مورد كامپوزيت پارافين-نانولوله كربني بيشتر ديده شد. اگرچه پس از دماي 87 درجه سلسيوس، ظرفيت حرارتي كامپوزيت ها نسبت به پارافين خالص افزايش يافت. رفتار رسانايي حرارتي كامپوزيت ها نسبت به دما نيز اين‌گونه بود كه با افزايش دما معمولاً (و نه هميشه) رسانايي حرارتي ماده نيز افزايش مي يافت، ولي نمي‌توان اين رفتار را الزاماً خطي دانست. كامپوزيت هاي پارافين-گرافن و پارافين-نانولوله كربني در طول گرافن و نانولوله رسانايي حرارتي بيشتري را نسبت به بعد عمود بر نانو افزودني از خود نشان دادند.

193113

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي سيستم هاي انرژي - انرژي و محيط زيست

دكتر صادق صادقزاده - دكتر روح اله احمدي