ذخیره‌سازی انرژی در ساختمان با پلیمرهای هوشمند زیست سازگار

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری 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، مجری طرح، پلیمرهای اِن کپسول شده با مواد تغییر فاز دهنده (PCMs)، به عنوان یک منبع انرژی تجدید پذیر و پاک، موضوع روز بسیاری از تحقیقات در جوامع صنعتی و توسعه یافته است.

وی افزود: 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 ساختمان سازی، در مقایسه با سایر کاربردهای آن، به خود اختصاص داده است.

این محقق خاطر نشان کرد: هدف از انجام این پژوهش نیز تولید این دسته‌ از پلیمرهای هوشمند ذخیره ساز انرژی، جهت استفاده در صنایع ساختمان سازی 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 شده و عملکرد آن در داخل ساختمان مورد آزمایش قرار گرفت.

وی عنوان کرد: نتایج حاصل از آزمون‌های ترموگراف نشان دهنده‌ ذخیره سازی انرژی درون این پلیمرها بوده است. بدین ترتیب با به‌کارگیری این پلیمرها، روزانه تا حدود ۲۰ درصد در مصرف انرژی ساختمان صرفه جویی می‌ شود. بنابراین هزینه‌ ساخت این پلیمر از دیدگاه اقتصادی توجیه پذیر است.

این محقق افزود: می‌دانیم که انرژی خورشید در تمام اوقات روز در دسترس نیست. در نتیجه ذخیره سازی انرژی خورشیدی با استفاده از PCM ها می‌تواند بخش مهمی از نیازهای گرمایشی ساختمان را در طی شب و فصل‌های سرد سال مرتفع سازد.

به گفته محمدی، 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 می‌ شود.

وی گفت: نتایج حاصل از سنتز و انجام آزمون‌های مختلف بر روی نانو ان کپسول های سنتزی نشان می‌دهند که این نمونه‌ها دارای مورفولوژی هسته – پوسته بوده و کاملاً کروی شکل و با توزیع اندازه ذرات باریک هستند. همچنین ذخیره سازی انرژی توسط نانو ان کپسول ها به میزان مطلوب و در حد ۶۸ کیلوژول بر کیلوگرم است.

وی با بیان اینکه محصول سنتزی به هر دو شکل لاتکس و پودری شکل، قابل استفاده در انواع مصالح ساختمانی و با هدف ذخیره سازی انرژی خواهد بود، گفت: این پلیمرها در صنایع مختلفی از جمله ساختمان سازی، نساجی، الکترونیک، کشاورزی و پزشکی کاربرد دارد.

بهروز محمدی خوشرج، دکتر حیدر رنجبر و مهندس فردین سید نجفی از پتروشیمی تبریز در انجام این تحقیقات همکاری داشته‌اند. نتایج این کار در مجله‌ Energy and Buildings با ضریب تأثیر ۲/۹۷ (جلد ۱۱۸، سال ۲۰۱۶، صفحات ۹۹ تا ۱۰۵) منتشر شده است.