Abstract

This study aims to investigate the thermal properties of a phase change material (PCM) based on coconut oil for building energy storage applications. Coconut oil is classified as an organic PCM composed of fatty acids made from renewable feedstock. However, low thermal conductivity is one of the major drawbacks of organic PCMs that must be improved. Graphene could be an effective material to enhance the thermal performance of organic PCMs. In this study, coconut oil with a latent heat capacity of 114.6 J/g and a melting point of 17.38°C was used. PCMs were prepared by sonicating graphene into coconut oil, as a supporting material. The mass fractions of the prepared PCMs were 0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 and 0.5. Thermal conductivity tests were performed using a KD2 thermal property analyser under different ambient temperatures of 5, 10, 15, 20 and 25°C simulated with a circulating thermostatic bath. The latent heat, melting point and freezing point were determined through differential scanning calorimetry, the thermal stability was determined using thermogravimetric analysis (TGA) and the morphology and chemical structure were examined using transmission electron microscopy and Fourier-transform infrared spectroscopy, respectively. The results of this study showed that graphene addition to coconut oil improved the thermal performance, with the highest improvement seen in a 0.3 wt% sample at 20°C. The latent heat decreased by 11% owing to molecular movements within the PCM. However, TGA revealed that the composite PCMs showed good thermal stability in ambient building temperature ranges.

中文翻译：

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椰子油中超声石墨烯的热性质，作为建筑应用中储能的相变材料1

摘要

这项研究旨在研究基于椰子油的相变材料（PCM）在建筑储能应用中的热性能。椰子油被归类为由可再生原料制成的脂肪酸组成的有机PCM。但是，低导热率是必须改善的有机PCM的主要缺点之一。石墨烯可能是增强有机PCM热性能的有效材料。在这项研究中，使用潜热容量为114.6 J / g，熔点为17.38°C的椰子油。通过将石墨烯超声处理成椰子油作为支撑材料来制备PCM。制备的PCM的质量分数为0、0.1、0.2、0.3、0.4和0.5。使用KD2热特性分析仪在5、10、15的不同环境温度下进行导热系数测试 用循环恒温浴模拟20和25°C。通过差示扫描量热法测定潜热，熔点和凝固点，使用热重分析（TGA）确定热稳定性，并使用透射电子显微镜和傅里叶变换红外光谱法检查其形态和化学结构。这项研究的结果表明，向椰子油中添加石墨烯可改善热性能，在20％的0.3 wt％样品中可看到最高的改善。由于PCM内部的分子运动，潜热降低了11％。然而，TGA显示复合PCM在周围建筑温度范围内显示出良好的热稳定性。用差示扫描量热法测定熔点和凝固点，用热重分析（TGA）测定热稳定性，并用透射电子显微镜和傅里叶变换红外光谱法检查其形态和化学结构。这项研究的结果表明，向椰子油中添加石墨烯可改善热性能，在20％的0.3 wt％样品中可看到最高的改善。由于PCM内部的分子运动，潜热降低了11％。然而，TGA显示复合PCM在周围建筑温度范围内显示出良好的热稳定性。用差示扫描量热法测定熔点和凝固点，用热重分析（TGA）测定热稳定性，并用透射电子显微镜和傅里叶变换红外光谱法检查其形态和化学结构。这项研究的结果表明，向椰子油中添加石墨烯可改善热性能，在20％的0.3 wt％样品中可看到最高的改善。由于PCM内部的分子运动，潜热降低了11％。然而，TGA显示复合PCM在周围建筑温度范围内显示出良好的热稳定性。用热重分析法（TGA）测定热稳定性，分别用透射电子显微镜和傅里叶变换红外光谱法检查其形态和化学结构。这项研究的结果表明，向椰子油中添加石墨烯可改善热性能，在20％的0.3 wt％样品中可看到最高的改善。由于PCM内部的分子运动，潜热降低了11％。然而，TGA显示复合PCM在周围建筑温度范围内显示出良好的热稳定性。用热重分析（TGA）确定热稳定性，并分别用透射电子显微镜和傅里叶变换红外光谱法检查其形态和化学结构。这项研究的结果表明，向椰子油中添加石墨烯可改善热性能，在20％的0.3 wt％样品中可看到最高的改善。由于PCM内部的分子运动，潜热降低了11％。但是，TGA显示，复合PCM在环境建筑温度范围内显示出良好的热稳定性。在20°C下为3 wt％的样品。由于PCM内部的分子运动，潜热降低了11％。然而，TGA显示复合PCM在周围建筑温度范围内显示出良好的热稳定性。在20°C下为3 wt％的样品。由于PCM内部的分子运动，潜热降低了11％。然而，TGA显示复合PCM在周围建筑温度范围内显示出良好的热稳定性。