全球能源使用的快速增长、有限的化石燃料供应以及日益增长的环境问题揭示了通过提高能源效率来减少能源消耗的重要性 。建筑物中的储能在节能工程中起着突出的作用。热能储存是建筑节能的首要和紧迫特征。
其中一种热能储存方法是潜热热能储存，通过相变材料来储备和释放热能。脉冲编码调制通过在整个相变过程中以几乎恒定的温度存储和释放巨大的能量来减少住宅能源需求。建筑物中的脉冲编码调制通常组合到结构中，以减少室内温度变化，回收废热和空调。
为建筑物创建适当的脉冲编码调制以提供舒适的室温很复杂。石蜡、盐水合物、脂肪酸和甲酯是许多研究人员研究的主要脉冲编码调制类。脉冲编码调制的共晶混合物可以提供单一的熔融温度表示 脉冲编码调制，它应该在所需的使用温度范围内。
在共晶混合物中，组分在液相中完全混溶，但不发生化学反应。根据共晶混合物的特性，精确调整共晶成分比对于混合物的稳定作用和长期耐久性以及避免分离问题至关重要。非共晶组合物在热循环过程中将经历更宽的相变区域，影响储能效率。
相反，共晶组合物是一个不变点，并且该组合物的混合物像纯材料一样具有单一的熔点。因此，建议在实验之前找到基于热力学的理论共晶点。以前的大多数研究人员使用相同类别的物质，例如两种石蜡或两种脂肪酸来制备脉冲编码调制的共晶混合物。
对脂肪酸作为相变材料的应用进行了广泛的审查。一些研究人员还研究了脉冲编码调制热特性的预测。到目前为止，已经有一些努力从不同类别的物质中制造共晶脉冲编码调制。近年来，脂肪酸作为一种可再生的脉冲编码调制来源。
具有更好的储能能力、低过冷度、对许多保持材料的低腐蚀以及制备脉冲编码调制共晶混合物的体积变化较小等优点而受到更多关注。此外，由于易于从流行的动植物油中获得，良好的热稳定性和合理的成本使脂肪酸成为脉冲编码调制的最佳候选者。
另一方面，脂肪酸甲酯是改变脉冲编码调制混合物热物理性能的合适材料，其熔融温度高于0°C，高熔融潜热超过150J.g−1.它们无毒、化学性质稳定且阻燃。然而，纯甲酯和脂肪酸的主要限制归因于它们的熔融温度，高于建筑物的舒适温度，以及它们的低导热性。
脉冲编码调制的低导热性可以通过在混合物中添加金属粉末来固化以增强导热性，由于甲酯的高潜热和上述脂肪酸的众多优点，甲酯和脂肪酸的共晶混合物如果能够满足方便的温度范围，则具有非常好的热性能。
在这项研究中，脂肪酸和甲酯的新混合物，包括癸酸和棕榈酸甲酯的二元混合物，被研究为可再生脉冲编码调制。目的是制造一种与普通脉冲编码调制相比具有高储能容量和适当相变温度的共晶脉冲编码调制，并通过分析技术评估其热可靠性和稳定性。
通过光谱研究了脉冲编码调制在热循环过程中的热性能变化。尽管这些实验测量对于探索脉冲编码调制的实际行为至关重要，但它们既昂贵又耗时。
利用理论模型可以提供快速、有用且低成本的帮助。在这里，我们通过执行固液平衡对系统进行热力学建模，并通过假设理想解决方案预测了共晶组成范围，聚变热和熔化温度。在进行DSC测量后。
热力学建模棕榈酸甲酯和癸酸由默克公司提供，并按收到的方式应用于共晶混合物的配方中。测量了它们的熔化温度和聚变焓。纯样品的熔点与文献报道的数据一致，未作进一步过滤。以得到的共晶点为起点。
我们一直在寻找混合物表现为纯物质的确切共晶点，具有最低的熔化温度和最高的潜热。因此，我们检查了这个共晶点周围的混合物。
然后，将混合物在50°C的热磁力搅拌器上搅拌半小时，得到均匀的混合物。最后，将混合物在室温下冷却两个小时，准备进行不同的分析。对于加速热循环测试，将总重量为35g的所选二元混合物放入带有塑料盖的试管中，并用固定夹固定在浴中。
完成相应的热循环后，将样品熔化并从试管中取出进行分析，以了解热循环如何影响热性能。美国珀金·埃尔默制造的前沿傅立叶变换红外光谱仪，对偶混合物中化学结构的稳定性和基团结合。
热性能本研究已应用分析来研究纯脉冲编码调制及其混合物的热性质，包括文献中所述的冷冻、熔化和共晶温度以及熔化潜热。
直到找到具有确定摩尔或质量分数的合适脉冲编码调制混合物，该混合物具有尖峰和高焓。描绘了所研究的18种混合物的图。每个组合都有不同的峰值。在两个峰的情况下，第一个峰表示共晶温度，第二个峰在较高温度下发生，表示混合物的熔融温度。
总结了混合物的结果。仅显示了共晶点中的一个峰，其形状与纯化合物相似。应该注意的是，共晶点的温度相对与浓度无关。对于每个体系，用两条溶解度曲线的交点计算共晶点组成，然后通过确定焓进行更仔细的检查。
具有较高水平的其他比率显示与形成具有第二个峰的混合物的熔融不相容。熔化温度在大多数比下增加。从该图中可以发现，所提出的系统显示了一个简单的共晶混合物，能够在液相中彻底混合，而不是在固相中混合。
结果表明，加热速率会影响熔融过程中混合物中的热流量。然而，两条曲线都显示出一个吸热峰，熔点和潜热几乎相同。这一结果与之前的努力一致。
在任何一种情况下，热分解温度都比工作温度范围高，因为这些材料的熔化温度要低得多。因此，该混合物具有令人满意的热稳定性，可作为热能储存实际应用，而不会损失质量。为了检查共晶混合物的挥发性。
我们将5克共晶混合物分别放入两个50毫升容器中，没有任何盖子，并将其放在50°C的烤箱中72小时。仔细称量每个容器，以观察不同时间间隔的质量变化。由于容器的形状、质量、尺寸和成分以及烘箱的温度和压力是恒定的，因此样品的传热条件仅由样品的性质决定。
挥发性测试证明了共晶混合物的热稳定性，因为发现样品的挥发性百分比平均为0.13%。熔化和冷冻热循环的可靠性对于脉冲编码调制来说一直至关重要。使用循环温度控制浴和DSC测试对该过程进行了研究。
该测试确保所需的脉冲编码调制可以广泛使用，并且其热性能在长时间的加热-冷却循环后不会改变。因此，优良的相变材料应在其整个生命周期内保持其热性能。因此，通过热循环实验，研究了30次热循环后在共晶组合物下冻结和熔化温度以及潜热的变化。
固态传热的性质证明了这种差异是合理的，其中结晶程度高于液体形式，其中分子更加无序。作为理想的脉冲编码调制，在共晶态或纯态下，导热系数相对较低。这种行为归因于我们的相变材料的有机性质。添加具有高导热性的合适添加剂可以增强这种行为。
笔者认为根据分析和挥发性测试，30MP/70DA共晶组成及其纯组分具有热稳定性，其降解发生在远高于其实际温度的温度下。导热系数测试显示，共晶组合物的电导率高于纯组分，而一般来说，它证实了有机改性剂的导热系数较低。
共晶组成表明1000次热循环后相变温度和焓的变化很小，表明混合物性能的热可靠性。1000次热循环前后的测试显示所选混合物既没有反应也没有发生任何化学结构变化。
此外，我们对系统进行热力学建模，以预测二元混合物的固液相图。与实验数据的最低偏差归因于共晶组成模型。通过预测混合物的融合焓来验证活动模型拟合数据的准确性。强烈建议在实验前利用热力学模型检测共晶组成，以避免额外的时间和材料浪费。
参考文献库马尔· 班纳吉《相变材料》
马. 赛义德《棕榈酸甲酯和月桂酸共晶混合物作为相变材料的制备及热性能》
卡瓦吉《 白共晶脂肪酸相变材料性质预测温奇姆》
