Production and Characterization of Encapsulated Phase Change Materials for Thermal Energy Storage

Faz değiştiren malzemeler (FDM), bu malzemelerin termal ve mekanik özelliklerini artıran gelişmiş mikrokapsülleme uygulamalarının bir sonucu olarak ticari olarak kullanılabilir hale gelmiştir. Mikrokapsülleme, farklı teknikler ve çeşitli çekirdek ve kabuk malzemeleri kullanılarak gerçekleştirilebilir. Bu çalışmada, in-situ polimerizasyon yöntemi kullanılarak hindistancevizi yağı çekirdekli ve melamin formaldehit kabuklu mikrokapsüllerin sentezi gerçekleştirilmiş ve bu mikrokapsüllenmiş FDM'nin fiziksel, kimyasal ve termal gibi temel önemli özellikleri analiz edilmiştir. Mikrokapsüller, taramalı elektron mikroskobu (SEM), Enerji Dağıtıcı X-Işını (EDX), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi (FT-IR) spektroskopisi, X-Işını kırınımı, Diferansiyel Taramalı Kalorimetri (DSC) ve Termo-gravimetrik (TG) analiz kullanılarak karakterize edilmiştir. Sentezlenen kapsüller 1-5 μm çapında, küresel ve yüzeylerinde ezikler vardı. Analizler, mikrokapsüllerin çekirdeğinin 21,1 °C'de eridiğini ve 9,7 °C'de kristalleştiğini göstermiştir. Erime ve kristalleşme için gizli ısılar sırasıyla 105,1 ve 76,3 J/g olarak elde edildi. TGA, kapsüllenmiş FDM'nin iki adımda ayrıştığını ve kimyasal kararlılığının iyi olduğunu göstermiştir. Kapsüllenme oranı %78,59 iken, sentezlenen kapsüllerin özgül ısı kapasitesi ve termal iletkenliği sırasıyla 2,726 J/gK ve 0,296 W/mK olarak belirlenmiştir. Kapsüllerin termal uygulamalar için bulamaç hazırlama potansiyeline sahip olduğu sonucuna varılmıştır.