Faseendringsmaterialer

Faseendringsmaterialer (PCM) er materialer som lagrer termisk energi ved å gjennomgå et fase-skifte, vanligvis fra fast til flytende, ved omtrent konstant temperatur. Energi som frigjøres eller tas opp under skiftet kalles latent varme. PCM har høy energitetthet i forhold til temperaturendringen og muliggjør koblet lagring og frigivelse av varme rundt smeltepunktet.

De viktigste typene PCMs deles vanligvis inn i organiske og uorganiske materialer. Organiske PCM-er inkluderer parafin og fettsyrer, og kjennetegnes av god kjemisk stabilitet, lav toksisitet og begrenset korrosjon. Uorganiske PCMs som salt-hydrater har ofte høy latent varme og bedre termisk konduktivitet, men er utsatt for fase-separasjon, superkjøling og korrosjon. Ofte blandes eller kapsles for å forbedre stabilitet og håndterbarhet.

For å håndtere lekkasje og forbedre ytelsen brukes ulike kapslings- og komposittmetoder. Mikroinnkapslede PCM-er, formstabile PCMs og PCM-kompositter som inkluderer varmeledningselementer som karbonmaterialer, gir bedre mekanisk stabilitet og raskere varmeutveksling. Slike løsninger er relevante i bygg for passiv eller aktiv termisk lagring, i solvarmeanlegg, elektronikk og tekstiler der jevn temperatur er ønsket.

Anvendelser omfatter termisk energi-lagring i bygg, energilagringssystemer, styring av temperatur i industriell prosess og kjøle-kjede for medisin og logistikk. Fordelene inkluderer reduksjon av energibehov og mulighet for konstant temperatur under energilagring. Utfordringer inkluderer kostnader, livsløpsstabilitet, behov for kapsling og materialvalg som passer til driftsområdet. Differensiell skanningskalorimetri brukes for å karakterisere smeltepunkt og latente varme.