Investigation and Design of Materials for Energy Applications

Abstract

Thermal regulating microparticles were successfully fabricated, and three classes of polymer were selected, alginate, polyvinyl alcohol, and sheep wool powder, depending on their bio-source and non-toxic behavior. In the purpose of ascertaining the morphology efficiency in the preservation of the phase change material, different methodology effectuates, the encapsulation technique through a microfluidic system accomplished to produce mononuclear capsules of Alginate-PCM, in situ polymerization by conventional emulsion executed to produce microspheres alginate/PCM and PVA/PCM, the shape stabilized technique carried out to produce homogenous matrix wool-PVA-alginate/PCM, wool-alginate/PCM. The enhancement of thermal stability by the incorporation of highly stable materials is achieved through the addition of calcium carbonate and calcium silicate inside the alginate polymer, while the titanium dioxide nanoparticles are integrated successfully into the PVA polymer. All the performed samples were investigated for their compatibility, thermal stability, energetic efficiency, and thermal conductivity.

تم تصنيع جسيمات دقيقة مُنظِّمة للحرارة بنجاح، وتم اختيار ثلاثة أنواع من البوليمرات، بناءً على مصدرها الحيوي وسلوكها غير السام: الألجينات، وكحول البولي فينيل، ومسحوق صوف الأغنام. ولغرض التأكد من كفاءة مورفولوجيا المواد في حفظ مادة تغير الطور، تم تطبيق منهجيات مختلفة، منها تقنية التغليف باستخدام نظام ميكروفلويدي لإنتاج كبسولات أحادية النواة منAlG/PCM والبلمرة في الموقع باستخدام المستحلب التقليدي لإنتاج كريات دقيقة من ALG/PCMو .PVA/ PCMتقنية تثبيت الشكل لإنتاج مصفوفة صوف متجانسة من wool-PVA-alginate/PCM،wool-alginate/PCM . ويتم تعزيز الاستقرار الحراري من خلال دمج مواد عالية الاستقرار من خلال إضافة كربونات الكالسيوم وسيليكات الكالسيوم داخل بوليمر الألجينات، بينما يتم دمج جسيمات ثاني أكسيد التيتانيوم النانوية بنجاح في بوليمر الكحول فينيل . تم فحص جميع العينات المُجراة من حيث التوافق، والاستقرار الحراري، والكفاءة الطاقية، والتوصيل الحراري.