Abstract Pentaerythritol (PE), pentaglycerine (PG), and neopentylglycol (NPG) are non-ionic plastic crystal with high potential for latent heat thermal energy storage (TES) in solar heating applications. These molecules undergo reversible solid phase transitions with unusually large enthalpy of transition (110 J/g - 300 J/g) in the temperature range from 44 °C to 185 °C. To further enhance their heat storage capacity while lowering their price and preserving the advantage of solid phase transitions, a new class of shape-stabilized phase change materials (SSPCMs) in which a polyalcohol with adjustable solid phase transition properties (NPG/PG or PE/PG mixture) supports a cheaper and with higher latent heat solid-liquid PCM (paraffin wax) is proposed in this work. Combined with properly chosen paraffin waxes, NPG/PG mixtures allow tailoring the working temperature of corresponding SSPCMs between 24 °C and 81 °C, whereas PE/PG mixtures allow SSPCMs with phase change adjusted within 81 °C–190 °C temperature range. Produced SSPCMs were thoroughly characterized and their efficiency in terms of heat storage capacity and delivered power upon heat discharge were evaluated. The results achieved show proper anti-leakage effect due to good wettability between paraffins and polyalcohols and inner microstructure of SSPCMs promoting capillarity. In addition, volumetric latent heat storage capacity has been proven to be enhanced up to 45% compared to pure polyalcohols without detrimental effect in discharging power.

中文翻译：

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具有增强热能储存能力的定制转变温度塑料晶体

摘要 季戊四醇 (PE)、五甘油 (PG) 和新戊二醇 (NPG) 是非离子塑料晶体，在太阳能加热应用中具有很高的潜热热能储存 (TES) 潜力。这些分子在 44 °C 至 185 °C 的温度范围内经历可逆的固相转变，转变焓异常大 (110 J/g - 300 J/g)。为了进一步提高它们的储热能力，同时降低它们的价格并保持固相转变的优势，一种新型的形状稳定相变材料 (SSPCM)，其中具有可调节固相转变特性的多元醇（NPG/PG 或 PE/ PG 混合物）支持更便宜且具有更高潜热的固液 PCM（石蜡）。结合正确选择的石蜡，NPG/PG 混合物允许在 24 °C 和 81 °C 之间调整相应 SSPCM 的工作温度，而 PE/PG 混合物允许 SSPCM 在 81 °C–190 °C 温度范围内调整相变。对生产的 SSPCM 进行了彻底的表征，并评估了它们在蓄热能力和放热时的传递功率方面的效率。由于石蜡和多元醇之间良好的润湿性以及 SSPCMs 的内部微观结构促进毛细管作用，所获得的结果显示出适当的防渗漏效果。此外，与纯多元醇相比，体积潜热存储容量已被证明提高了 45%，而不会对放电功率产生不利影响。而 PE/PG 混合物允许 SSPCM 在 81°C-190°C 温度范围内调整相变。对生产的 SSPCM 进行了彻底的表征，并评估了它们在蓄热能力和放热时的传递功率方面的效率。由于石蜡和多元醇之间良好的润湿性以及 SSPCMs 的内部微观结构促进毛细管作用，所获得的结果显示出适当的防渗漏效果。此外，与纯多元醇相比，体积潜热存储容量已被证明提高了 45%，而不会对放电功率产生不利影响。而 PE/PG 混合物允许 SSPCM 在 81°C-190°C 温度范围内调整相变。对生产的 SSPCM 进行了彻底的表征，并评估了它们在蓄热能力和排热时的传递功率方面的效率。由于石蜡和多元醇之间良好的润湿性以及 SSPCMs 的内部微观结构促进毛细管作用，所获得的结果显示出适当的防渗漏效果。此外，与纯多元醇相比，体积潜热存储容量已被证明提高了 45%，而不会对放电功率产生不利影响。由于石蜡和多元醇之间良好的润湿性以及 SSPCMs 的内部微观结构促进毛细管作用，所获得的结果显示出适当的防渗漏效果。此外，与纯多元醇相比，体积潜热存储容量已被证明提高了 45%，而不会对放电功率产生不利影响。由于石蜡和多元醇之间良好的润湿性以及 SSPCMs 的内部微观结构促进毛细管作用，所获得的结果显示出适当的防渗漏效果。此外，与纯多元醇相比，体积潜热存储容量已被证明提高了 45%，而不会对放电功率产生不利影响。