ذخیره‌سازی انرژی در ساختمان به کمک پلیمرهای هوشمند

به گزارش گروه فضای مجازی به نقل از ستاد ویژه توسعه نانو، در دنیای امروزی تأمین انرژی مورد نیاز فعالیت‌های روزمره یکی از عوامل اقتصادی بسیار مهم محسوب می‌شود. به همین دلیل یافتن راه‌های پیشرفته تولید انرژی‌های تجدیدپذیر و پاک، ضرورت بالایی دارد.

به گفته بهروز محمدی خوشرج، پلیمرهای اِن کپسول شده با مواد تغییر فاز دهنده (PCMs)، به عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر و پاک، موضوع روز بسیاری از تحقیقات در جوامع صنعتی و توسعه‌یافته است. مواد تغییر فاز دهنده، به موادی گفته می‌شود که می‌توانند بر اثر ایجاد تغییر فاز، انرژی را جذب، ذخیره و یا دفع کنند. استفاده از مواد تغییر فاز دهنده (PCMs) بیشترین سهم را در صنعت ساختمان‌سازی، در مقایسه با سایر کاربردهای آن به خود اختصاص داده است. هدف از انجام این پژوهش نیز تولید این دسته‌ از پلیمرهای هوشمند ذخیره‌ساز انرژی، جهت استفاده در صنایع ساختمان‌سازی بوده است.

محمدی خوشرج در معرفی نمونه‌های ساخته شده عنوان کرد: «در این پروژه نسل جدیدی از مواد تغییر فاز دهنده از مواد زیستی سنتز شده است. این مواد درون یک پوسته پلیمری ان کپسوله شد و عملکرد آن در داخل ساختمان مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج حاصل از آزمون‌های ترموگراف نشان‌دهنده ذخیره‌سازی انرژی درون این پلیمرها بوده است. بدین ترتیب با به‌کارگیری این پلیمرها، روزانه تا حدود 20 درصد در مصرف انرژی ساختمان صرفه جویی می‌شود. بنابراین هزینه ساخت این پلیمر از دیدگاه اقتصادی توجیه‌پذیر است».

وی در ادامه افزود: «می‌دانیم که انرژی خورشید در تمام اوقات روز در دسترس نیست. در نتیجه ذخیره‌سازی انرژی خورشیدی با استفاده از PCM ها می‌تواند بخش مهمی از نیازهای گرمایشی ساختمان را در طی شب و فصل‌های سرد سال مرتفع سازد. افزون بر این، به کمک این مواد انرژی‌های محیط در پلیمرهای هوشمند ذخیره شده و بدون نیاز به صرف هزینه جهت تولید انرژی، صرف گرمایش شخص، تجهیزات حساس الکترونیکی و پزشکی نیز می‌شود».

محمدی خوشرج در پایان به شرح کامل‌تر ویژگی‌های پلیمرهای تولید شده پرداخت و گفت: «نتایج حاصل از سنتز و انجام آزمون‌های مختلف روی نانو ان کپسول های سنتزی نشان می‌دهند که این نمونه‌ها دارای مورفولوژی هسته – پوسته هستند و کاملاً کروی شکل و با توزیع اندازه ذرات باریک هستند. همچنین ذخیره‌سازی انرژی توسط نانو ان کپسول‌ها به میزان مطلوب و در حد 68 کیلوژول بر کیلوگرم است».

محصول سنتزی به هر دو شکل لاتکس و پودری شکل، قابل استفاده در انواع مصالح ساختمانی و با هدف ذخیره‌سازی انرژی خواهد بود.