Seminarium w dn. 30.11.2022 r.

Streszczenie:

Magazynowanie energii cieplnej w dedykowanych akumulatorach pozwala na zaoszczędzenie energii w procesach przemysłowych, a także zmniejszenie zużycia energii potrzebnej do ogrzewania wody i pomieszczeń. Magazyny takie, określane w skrócie jako TES (Thermal Energy Storage), zawierają materiały zmiennofazowe (PCM), jak hydraty soli, m.in. MgCl2. Cechami charakterystycznymi tego typu materiałów są wysoka entalpia przemiany fazowej, niska przewodność cieplna, a także wysoka aktywność chemiczna powodująca korozję metali.

Niską przewodność cieplną można regulować poprzez stosowanie przestrzennych, odlewanych struktur. Wykorzystanie w tym celu metod addytywnych (druku 3D) do produkcji modelu i odlewania precyzyjnego pozwala na uzyskiwanie struktur dostosowanych do potrzeb danego magazynu. Dzięki temu możliwe jest uwzględnienie przebiegów transportu ciepła oraz procesu topnienia złoża, oraz dobranie struktury najlepiej dopasowanej do konkretnego zastosowania jeszcze przed wykonaniem odlewów.

Korozji metalowych wymienników można zapobiegać przez nakładanie powłok ochronnych. Jedną z badanych ścieżek są powłoki PEO (Plasma Electrolytic Oxidation), tworzące tlenkową porowatą warstwę na powierzchni wymiennika wykonanego ze stopów metali lekkich. Powłoka taka nie tylko zwiększa odporność na korozję badanego materiału, ale również nie wpływa negatywnie na polepszony przepływ ciepła. Uzyskiwanie pokrycia następuje w efekcie zanurzenia metalowego elementu w elektrolicie, będącym wodnym alkalicznym roztworem, opierającym się zazwyczaj na metakrzemianie sodu, wodorotlenku sodu lub potasu, oraz/lub substancji dodatkowych. Próbka poddawana jest działaniu wysokich napięć powodujących powstawanie wyładowań plazmowych,
a następnie nabudowanie warstwy tlenkowej na powierzchni odlewu.