ಹಂತ ಬದಲಾವಣೆಯ ವಸ್ತುಗಳು ಎಂದರೇನು?

ಹಂತ ಬದಲಾವಣೆಯ ವಸ್ತುಗಳು (PCM ಗಳು) ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಘನ ಮತ್ತು ದ್ರವ ಸ್ಥಿತಿಗಳ ನಡುವೆ ಹಂತದ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದ ಉಷ್ಣ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಮತ್ತು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುವ ಪದಾರ್ಥಗಳಾಗಿವೆ. ಈ ವಸ್ತುಗಳು ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಸರಳವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಬದಲು ಸುಪ್ತ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಶಾಖವನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುತ್ತವೆ, ಗಮನಾರ್ಹ ಪ್ರಮಾಣದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುವಾಗ ಅಥವಾ ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುವಾಗ ಅವು ಸುಮಾರು ಸ್ಥಿರ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ.

ಹಂತ ಬದಲಾವಣೆಯ ವಸ್ತುಗಳು ಹೇಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ

PCM ಗಳ ಹಿಂದಿನ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವು ಸುಪ್ತ ಶಾಖ ಶೇಖರಣೆಯ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುತ್ತದೆ. ನೀವು ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯನ್ನು ಬಿಸಿ ಮಾಡಿದಾಗ, ತಾಪಮಾನ ಏರಿಕೆಯಿಲ್ಲದೆ 0 ಡಿಗ್ರಿಯಲ್ಲಿ ಘನದಿಂದ ದ್ರವಕ್ಕೆ ಬದಲಾಯಿಸಲು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ-ಇದು PCMಗಳು ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣೆಗಾಗಿ ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಹಂತದ ಬದಲಾವಣೆಯ ತತ್ವವಾಗಿದೆ.

ಹಂತ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, PCM ಗಳು ಕರಗಿದಾಗ ಶಾಖದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು (ಎಂಡೋಥರ್ಮಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ) ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಘನೀಕರಿಸುವಾಗ ಅದನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ (ಎಕ್ಸೋಥರ್ಮಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ). ಪ್ರತಿ ಯೂನಿಟ್ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಗೆ ಸಂಗ್ರಹವಾಗಿರುವ ಶಕ್ತಿಯು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ವಸ್ತುಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು. ನೀರು, ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಕರಗಲು 333.55 J/g ಅಗತ್ಯವಿದೆ, ಆದರೆ ಅದರ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಒಂದು ಡಿಗ್ರಿ ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಕೇವಲ 4.18 J/g. ಈ 80-ಪಟ್ಟು ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ಸಂವೇದನಾಶೀಲ ಶಾಖದ ಶೇಖರಣೆಗಿಂತ ಹಂತದ ಬದಲಾವಣೆಯ ಸಂಗ್ರಹಣೆಯು ಏಕೆ ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.

ಹಂತದ ಬದಲಾವಣೆಯ ತಾಪಮಾನ (ಪಿಸಿಟಿ) ನಿರ್ಣಾಯಕ ನಿಯತಾಂಕವಾಗಿದೆ. ವಿಭಿನ್ನ PCMಗಳು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ತಾಪಮಾನದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ-ಕೆಲವು ಶೀತಲ ಶೇಖರಣೆಗಾಗಿ -5 ಡಿಗ್ರಿಯಲ್ಲಿ, ಇತರವು 150 ಡಿಗ್ರಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ. ಸಂಪೂರ್ಣ ಹಂತದ ಬದಲಾವಣೆಯು ಪೂರ್ಣಗೊಳ್ಳುವವರೆಗೆ ವಸ್ತುವು ಈ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಉಳಿಯುತ್ತದೆ, ಇದು ಉಷ್ಣ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.

ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಪ್ರಮುಖ ಸವಾಲನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಶುದ್ಧ PCMಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ (ಪ್ಯಾರಾಫಿನ್‌ಗಳಿಗೆ 0.2-0.5 W/m·K), ಇದು ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯನ್ನು ನಿಧಾನಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು, ಎಂಜಿನಿಯರ್‌ಗಳು ವಿಸ್ತರಿತ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್, ಲೋಹದ ಫೋಮ್‌ಗಳು ಅಥವಾ ಕಾರ್ಬನ್ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳಂತಹ ವಾಹಕ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸುತ್ತಾರೆ. ಈ ಸಂಯೋಜಿತ PCM ಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸುಪ್ತ ಶಾಖ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಉಳಿಸಿಕೊಂಡು 2.5 W/m·K ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಾಹಕತೆಯ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು.

ಹಂತ ಬದಲಾವಣೆಯ ವಸ್ತುಗಳ ವಿಧಗಳು

ಸಾವಯವ PCM ಗಳು

ಪ್ಯಾರಾಫಿನ್ ವ್ಯಾಕ್ಸ್ ಈ ವರ್ಗದಲ್ಲಿ ಪ್ರಾಬಲ್ಯ ಹೊಂದಿದೆ. ಪೆಟ್ರೋಲಿಯಂನಿಂದ ಪಡೆದ, ಪ್ಯಾರಾಫಿನ್‌ಗಳು -10 ಡಿಗ್ರಿಯಿಂದ 70 ಡಿಗ್ರಿ ವರೆಗಿನ ಹಂತದ ಬದಲಾವಣೆಯ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ. ಅವು ಸಾವಿರಾರು ಶಾಖೋತ್ಪನ್ನಗಳ-ಚಕ್ರಗಳ ಮೇಲೆ ರಾಸಾಯನಿಕ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ, ನಾಶಕಾರಿಯಲ್ಲದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಧಾರಕ ವಸ್ತುಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೊಂದಾಣಿಕೆ.

28 ಡಿಗ್ರಿ ಕರಗುವ ಬಿಂದುವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ವಾಣಿಜ್ಯ ಪ್ಯಾರಾಫಿನ್ ಸುಮಾರು 200 kJ/kg ಸುಪ್ತ ಶಾಖವನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುತ್ತದೆ. ವಸ್ತುವು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ತಂಪಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಕನಿಷ್ಠ ಹಂತದ ಪ್ರತ್ಯೇಕತೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಪ್ಯಾರಾಫಿನ್‌ಗಳು ಎರಡು ನ್ಯೂನತೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ: ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ ಮತ್ತು ದಹನಶೀಲತೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಅನ್ವಯಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಲ್ಲ.

ಕೊಬ್ಬಿನಾಮ್ಲಗಳು ಮತ್ತೊಂದು ಸಾವಯವ ವರ್ಗವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತವೆ. ಲಾರಿಕ್ ಆಮ್ಲ (ಕರಗುವ ಬಿಂದು 44 ಡಿಗ್ರಿ) ಮತ್ತು ಸ್ಟಿಯರಿಕ್ ಆಮ್ಲ (69 ಡಿಗ್ರಿ) ನಂತಹ ವಸ್ತುಗಳು ಜೈವಿಕ ವಿಘಟನೀಯ ಮತ್ತು ಸಸ್ಯ ಅಥವಾ ಪ್ರಾಣಿ ಮೂಲಗಳಿಂದ ಪಡೆಯಲಾಗಿದೆ. ಅವು 150-180 kJ/kg ನಡುವೆ ಸುಪ್ತ ಶಾಖವನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಪ್ಯಾರಾಫಿನ್‌ಗಳಿಗಿಂತ ಉತ್ತಮ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ. 1,000 ಉಷ್ಣ ಚಕ್ರಗಳ ನಂತರ ಕೊಬ್ಬಿನಾಮ್ಲಗಳು ತಮ್ಮ ಶಾಖ ಶೇಖರಣಾ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ 95% ಅನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧನೆ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.

ಪಾಲಿಥಿಲೀನ್ ಗ್ಲೈಕಾಲ್ (PEG) ನಮ್ಯತೆ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. 400 ರಿಂದ 6,000 ವರೆಗಿನ ಆಣ್ವಿಕ ತೂಕದೊಂದಿಗೆ, PEG ರೂಪಾಂತರಗಳು ಕರಗುವ ತಾಪಮಾನವನ್ನು -10 ಡಿಗ್ರಿಯಿಂದ 65 ಡಿಗ್ರಿ ವರೆಗೆ ಒಳಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ದ್ರವರೂಪದಲ್ಲಿ ಸೋರಿಕೆಯಾಗದ ಫಾರ್ಮ್-ಸ್ಥಿರ PCM ಗಳಿಗಾಗಿ ವಸ್ತುವು ಪಾಲಿಮರ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಉತ್ತಮವಾಗಿ ಸಂಯೋಜನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.

ಅಜೈವಿಕ PCM ಗಳು

ಸಾಲ್ಟ್ ಹೈಡ್ರೇಟ್‌ಗಳು ಸಾವಯವಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು (0.5-0.8 W/m·K) ಮತ್ತು ಸುಪ್ತ ಶಾಖದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಸೋಡಿಯಂ ಸಲ್ಫೇಟ್ ಡಿಕಾಹೈಡ್ರೇಟ್ (ಗ್ಲಾಬರ್ಸ್ ಉಪ್ಪು), 32 ಡಿಗ್ರಿಯಲ್ಲಿ ಕರಗುತ್ತದೆ, 254 kJ/kg-ಸುಮಾರು 25% ರಷ್ಟು ಹೋಲಿಸಬಹುದಾದ ಸಾವಯವ PCM ಗಳನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುತ್ತದೆ.

ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಸವಾಲು ಸೂಪರ್ ಕೂಲಿಂಗ್ ಆಗಿದೆ. ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೇಟಿಂಗ್ ಏಜೆಂಟ್‌ಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸದ ಹೊರತು ಉಪ್ಪು ಹೈಡ್ರೇಟ್‌ಗಳು ಅವುಗಳ ಘನೀಕರಿಸುವ ಹಂತಕ್ಕಿಂತ 10-15 ಡಿಗ್ರಿಗಳಷ್ಟು ದ್ರವವಾಗಿ ಉಳಿಯಬಹುದು. ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ಹೆಕ್ಸಾಹೈಡ್ರೇಟ್ ಚಿಕಿತ್ಸೆಯಿಲ್ಲದೆ 40 ಡಿಗ್ರಿ ಸೂಪರ್ ಕೂಲಿಂಗ್ ಅನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಸರಿಯಾದ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣವನ್ನು ಪ್ರಚೋದಿಸಲು ಸಂಶೋಧಕರು ಬೊರಾಕ್ಸ್ ಅಥವಾ ಇತರ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೇಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸುತ್ತಾರೆ.

ಪುನರಾವರ್ತಿತ ಚಕ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಉಪ್ಪು ಮತ್ತು ನೀರಿನ ಘಟಕಗಳು ಬೇರ್ಪಟ್ಟಾಗ ಹಂತ ಬೇರ್ಪಡಿಕೆ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ, ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಕೆಡಿಸುತ್ತದೆ. 2024 ರಲ್ಲಿ ಜಾಂಗ್ ನಡೆಸಿದ ಅಧ್ಯಯನವು ಕಾರ್ಬಾಕ್ಸಿಮಿಥೈಲ್ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್‌ನಂತಹ ದಪ್ಪಕಾರಿಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸುವುದರಿಂದ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ಹೆಕ್ಸಾಹೈಡ್ರೇಟ್‌ನಲ್ಲಿ 500 ಚಕ್ರಗಳಲ್ಲಿ 73% ರಷ್ಟು ಹಂತದ ಬೇರ್ಪಡಿಕೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದೆ.

ಲೋಹದ ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ{{0}ತಾಪಮಾನದ ಅನ್ವಯಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸುತ್ತವೆ. ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ-ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳು (ಕರಗುವ ~577 ಡಿಗ್ರಿ ) ಮತ್ತು ಬಿಸ್ಮತ್-ಲೀಡ್ ಸಂಯೋಜನೆಗಳು ಕೇಂದ್ರೀಕೃತ ಸೌರ ವಿದ್ಯುತ್ ಸ್ಥಾವರಗಳಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ಲೋಹಗಳು ಅಸಾಧಾರಣ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು (20-80 W/m·K) ನೀಡುತ್ತವೆ ಆದರೆ ಸಾವಯವ ಪರ್ಯಾಯಗಳಿಗಿಂತ 5-10 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು ವೆಚ್ಚವಾಗುತ್ತದೆ.

ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ಮಿಶ್ರಣಗಳು

ಎರಡು ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚಿನ PCM ಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುವುದು ಆಪ್ಟಿಮೈಸ್ಡ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳೊಂದಿಗೆ ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ಸಂಯೋಜನೆಗಳನ್ನು ರಚಿಸುತ್ತದೆ. ಸೋಡಿಯಂ ನೈಟ್ರೇಟ್{1}}ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್ ನೈಟ್ರೇಟ್ ಮಿಶ್ರಣ (60:40 ಅನುಪಾತ) 100 kJ/kg ಸುಪ್ತ ಶಾಖವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುವಾಗ 220 ಡಿಗ್ರಿ -ಶುದ್ಧ ಘಟಕಗಳಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ- ಕರಗುತ್ತದೆ. ಈ "ಸೌರ ಉಪ್ಪು" ಮಿಶ್ರಣವನ್ನು ಉಷ್ಣ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಜೈವಿಕ-ಆಧಾರಿತ ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ಸ್ ಹೊರಹೊಮ್ಮುತ್ತಿದೆ. ಕ್ಯಾಪ್ರಿಕ್ ಮತ್ತು ಲಾರಿಕ್ ಆಮ್ಲಗಳ ಮಿಶ್ರಣಗಳು 15-25 ಡಿಗ್ರಿಗಳ ನಡುವೆ ಕರಗುವ ಬಿಂದುಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತವೆ, ಇದು ತಾಪಮಾನ ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸಲು ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ. 2025 ರ ಮಾರುಕಟ್ಟೆ ದತ್ತಾಂಶವು ಜೈವಿಕ-ಆಧಾರಿತ PCM ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯು ವಾರ್ಷಿಕವಾಗಿ 20% ರಷ್ಟು ಸುಸ್ಥಿರತೆಯ ಕಾಳಜಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.

ಕೈಗಾರಿಕೆಗಳಾದ್ಯಂತ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳು

ಕಟ್ಟಡ ಮತ್ತು ನಿರ್ಮಾಣ

US ಇಂಧನ ಇಲಾಖೆಯ ಪ್ರಕಾರ, ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಹೊಂದಿದ ರಾಷ್ಟ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಕಟ್ಟಡಗಳು ಒಟ್ಟು ಶಕ್ತಿಯ 40% ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ. PCM ಗಳನ್ನು ಕಟ್ಟಡ ಸಾಮಗ್ರಿಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಯೋಜಿಸುವುದು ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ಉಷ್ಣ ನಿಯಂತ್ರಣದ ಮೂಲಕ ಈ ಬಳಕೆಯನ್ನು 15-30% ರಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

PCM-ವರ್ಧಿತ ವಾಲ್‌ಬೋರ್ಡ್ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಹಗಲಿನ ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಮತ್ತು ರಾತ್ರಿಯಲ್ಲಿ ಅದನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ 20-26 ಡಿಗ್ರಿಗಳ ನಡುವೆ ಒಳಾಂಗಣ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಜಿಪ್ಸಮ್ ಬೋರ್ಡ್‌ಗೆ PCM ಅನ್ನು ಸೇರಿಸುವುದರಿಂದ ವಾರ್ಷಿಕವಾಗಿ 28% ರಷ್ಟು HVAC ಶಕ್ತಿಯ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಎಂದು ಯುರೋಪಿಯನ್ ಹವಾಮಾನದಲ್ಲಿನ ಅಧ್ಯಯನವು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದೆ. ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣತೆಯು 23 ಡಿಗ್ರಿ ಮೀರಿದಾಗ ವಸ್ತುವು ಶಾಖವನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನವು 21 ಡಿಗ್ರಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಾದಾಗ ಅದನ್ನು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಸ್ವಯಂ-ನಿಯಂತ್ರಕ ಉಷ್ಣ ಬಫರ್ ಅನ್ನು ರಚಿಸುತ್ತದೆ.

ಕಾಂಕ್ರೀಟ್ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ಗಳು ಗಮನಾರ್ಹ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ. ಶಾಂಘೈ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯದ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಪ್ರಮಾಣಿತ ಕಾಂಕ್ರೀಟ್‌ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ PCM-ಕಾಂಕ್ರೀಟ್ 50% ರಷ್ಟು ಉಷ್ಣ ಶೇಖರಣಾ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಿದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಿದೆ. ಬಿಸಿ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ, PCM ಕಾಂಕ್ರೀಟ್ ದಪ್ಪವಾದ ರಚನಾತ್ಮಕ ಅಂಶಗಳಾದ್ಯಂತ ತಾಪಮಾನ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಸೀಮಿತಗೊಳಿಸುವ ಮೂಲಕ ಉಷ್ಣ ಬಿರುಕುಗಳನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ.

ನಿರ್ಮಾಣ-ಸಂಯೋಜಿತ PCM ಗಳ ಜಾಗತಿಕ ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯು 2024 ರಲ್ಲಿ ಸರಿಸುಮಾರು $420 ಮಿಲಿಯನ್ ತಲುಪಿದೆ, ಇದು ಒಟ್ಟು PCM ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯ 35% ಅನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಹಸಿರು ಕಟ್ಟಡ ಸಂಕೇತಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಕಟ್ಟುನಿಟ್ಟಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಈ ವಿಭಾಗವು 2030 ರ ವೇಳೆಗೆ 16.7% CAGR ನಲ್ಲಿ ಬೆಳೆಯುವ ನಿರೀಕ್ಷೆಯಿದೆ.

ಬ್ಯಾಟರಿ ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣೆ

ಲಿಥಿಯಂ-ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಚಾರ್ಜ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಗಣನೀಯ ಶಾಖವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತವೆ{1}}ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ಚಕ್ರಗಳು, ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣೆ ಸವಾಲುಗಳನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತವೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಲಿಥಿಯಂ -ಐಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾದ ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ಶ್ರೇಣಿಯು 25-40 ಡಿಗ್ರಿ ; 50 ಡಿಗ್ರಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನವು ಅವನತಿಯನ್ನು ವೇಗಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ ಆದರೆ 0 ಡಿಗ್ರಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ, ಆಂತರಿಕ ಪ್ರತಿರೋಧವು ತೀವ್ರವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ.

PCM-ಆಧಾರಿತ ಬ್ಯಾಟರಿ ಥರ್ಮಲ್ ಮ್ಯಾನೇಜ್‌ಮೆಂಟ್ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ಗಳು (BTMS) ಬಾಹ್ಯ ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆಯಿಲ್ಲದೆ ಇದನ್ನು ಪರಿಹರಿಸುತ್ತದೆ. ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್ ಅನ್ನು PCM ನಲ್ಲಿ ಮುಳುಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಅಥವಾ PCM ಜಾಕೆಟ್‌ಗಳಿಂದ ಸುತ್ತುವರಿದಿದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ-ಪವರ್ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, PCM ಕರಗುವ ಮೂಲಕ ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ನಿರ್ಣಾಯಕ ಮಿತಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಬ್ಯಾಟರಿ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ.

ಇದರೊಂದಿಗೆ ಇತ್ತೀಚಿನ ಪ್ರಯೋಗಗಳುಲಿಥಿಯಂ ಕಬ್ಬಿಣದ ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಬ್ಯಾಟರಿಪ್ಯಾಕ್‌ಗಳು PCM ಪರಿಣಾಮಕಾರಿತ್ವವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ. 2025 ರ ಅಧ್ಯಯನವು 3C ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ದರಗಳ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ 500 Ah ಪೌಚ್ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಿದೆ. PCM-ಮೆಟಲ್ ಫೋಮ್ ಹೈಬ್ರಿಡ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ ಸೆಲ್‌ಗಳಾದ್ಯಂತ ಕೇವಲ 2.8 ಡಿಗ್ರಿ ತಾಪಮಾನ ವ್ಯತ್ಯಾಸದೊಂದಿಗೆ ಗರಿಷ್ಠ ತಾಪಮಾನವನ್ನು 40.3 ಡಿಗ್ರಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಇರಿಸಿದೆ. ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಏರ್-ತಂಪಾದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು 17.2 ಡಿಗ್ರಿ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳೊಂದಿಗೆ 48 ಡಿಗ್ರಿ ತಲುಪಿದೆ.

ಸಂಯೋಜಿತ PCM ಗಳು ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತವೆ. ವಿಸ್ತರಿತ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಬೆರೆಸಿದ ಪ್ಯಾರಾಫಿನ್ (ತೂಕದಿಂದ 10%) ಶುದ್ಧ ಪ್ಯಾರಾಫಿನ್‌ಗಿಂತ 2.56 W/m·K-a 10{8}}ಪಟ್ಟಿನ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಸಂಯೋಜನೆಗಳು 5 ಡಿಗ್ರಿ ಒಳಗೆ ಸೆಲ್‌ನಿಂದ ಸೆಲ್ ತಾಪಮಾನ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವಾಗ 4C ಡಿಸ್ಚಾರ್ಜ್ ದರಗಳಲ್ಲಿ 25.77% ರಷ್ಟು ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ .

ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ವಾಹನ ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯು BTMS ಆವಿಷ್ಕಾರವನ್ನು ನಡೆಸುತ್ತದೆ. 2030 ರ ವೇಳೆಗೆ EV ಮಾರಾಟವು ವಾರ್ಷಿಕವಾಗಿ 18% ರಷ್ಟು ಬೆಳೆಯುವ ನಿರೀಕ್ಷೆಯೊಂದಿಗೆ, PCM-ಆಧಾರಿತ ಉಷ್ಣ ಪರಿಹಾರಗಳು ಸಕ್ರಿಯ ದ್ರವ ತಂಪಾಗಿಸುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ, ಹಗುರವಾದ ಪರ್ಯಾಯಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ. ಪಂಪ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಸಂಕೀರ್ಣ ಕೊಳಾಯಿಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುವಾಗ PCM ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಬ್ಯಾಟರಿ ಪ್ಯಾಕ್ ತೂಕಕ್ಕೆ 3-5% ಅನ್ನು ಮಾತ್ರ ಸೇರಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ಸಂಶೋಧನೆ ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.

ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಥರ್ಮಲ್ ಮ್ಯಾನೇಜ್ಮೆಂಟ್

ಹೈ-ಪವರ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ 100 W/cm² ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಾಖದ ಫ್ಲಕ್ಸ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಎದುರಿಸುತ್ತದೆ. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಕೂಲಿಂಗ್ ವಿಧಾನಗಳು ಮಿನಿಯೇಟರೈಸೇಶನ್ ಟ್ರೆಂಡ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಗರಿಷ್ಠ ಥರ್ಮಲ್ ಲೋಡ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೋರಾಡುತ್ತವೆ. ಬಳಕೆಯ ಸ್ಪೈಕ್‌ಗಳ ಸಮಯದಲ್ಲಿ PCMಗಳು ಥರ್ಮಲ್ ಬಫರಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತವೆ.

ಸ್ಮಾರ್ಟ್‌ಫೋನ್ ಪ್ರೊಸೆಸರ್‌ಗಳು ತೀವ್ರವಾದ ಕಾರ್ಯಗಳ ಸಮಯದಲ್ಲಿ 8-12W ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತವೆ. ಡಿಸ್‌ಪ್ಲೇಯ ಹಿಂದೆ ಸಂಯೋಜಿತವಾಗಿರುವ PCM ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳು (0.5-1mm ದಪ್ಪ) ಈ ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ಮೇಲ್ಮೈ ತಾಪಮಾನವನ್ನು 42 ಡಿಗ್ರಿ ಮೀರದಂತೆ ತಡೆಯುತ್ತದೆ -ಬಳಕೆದಾರರ ಅಸ್ವಸ್ಥತೆಗೆ ಮಿತಿ. PCM ಅಧಿಕ-ಲೋಡ್ ಅವಧಿಗಳಲ್ಲಿ ಕರಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಪುನಃಸ್ಥಾಪನೆಯಾಗುತ್ತದೆ.

ಡೇಟಾ ಕೇಂದ್ರಗಳು ಪ್ರಮುಖ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತವೆ. ಕಂಪ್ಯೂಟೇಶನಲ್ ಬೇಡಿಕೆಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಸರ್ವರ್‌ಗಳು ವೇರಿಯಬಲ್ ಥರ್ಮಲ್ ಲೋಡ್‌ಗಳನ್ನು ಅನುಭವಿಸುತ್ತವೆ. PCM ಕೂಲಿಂಗ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಗರಿಷ್ಠ ತಾಪಮಾನವನ್ನು 15-20 ಡಿಗ್ರಿಗಳಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹವಾನಿಯಂತ್ರಣ ಶಕ್ತಿಯ ಬಳಕೆಯನ್ನು 30% ರಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಫ್ರಾಂಕ್‌ಫರ್ಟ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಒಂದು ಸೌಲಭ್ಯವು PCM ಅನ್ನು ಸರ್ವರ್ ರ್ಯಾಕ್ ವಿನ್ಯಾಸಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಯೋಜಿಸಿತು, ಇದು $280,000 ವಾರ್ಷಿಕ ಇಂಧನ ಉಳಿತಾಯವನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ.

ಜವಳಿ ಮತ್ತು ಧರಿಸಬಹುದಾದ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳು

ಬಟ್ಟೆಗಳಲ್ಲಿನ ಮೈಕ್ರೊಎನ್ಕ್ಯಾಪ್ಸುಲೇಟೆಡ್ PCM ಗಳು ತಾಪಮಾನವನ್ನು -ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಬಟ್ಟೆಯನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತವೆ. ಗೋಳಾಕಾರದ ಮೈಕ್ರೊಕ್ಯಾಪ್ಸುಲ್ಗಳು (2-30 ಮೈಕ್ರೋಮೀಟರ್ಗಳು) 28-32 ಡಿಗ್ರಿ ಕರಗುವ ಬಿಂದುಗಳೊಂದಿಗೆ ಪ್ಯಾರಾಫಿನ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಬಟ್ಟೆಗೆ ನೇಯ್ದಾಗ, ಈ ಕ್ಯಾಪ್ಸುಲ್ಗಳು ಪರಿವರ್ತನೆಯ ತಾಪಮಾನಕ್ಕಿಂತ ದೇಹದ ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ತಂಪಾಗಿಸುವ ಸಂವೇದನೆಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.

ಪ್ರಯೋಗಾಲಯ ಪರೀಕ್ಷೆಯ ಪ್ರಕಾರ PCM ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಅಥ್ಲೆಟಿಕ್ ಉಡುಪುಗಳು ಬೆವರು ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು 48% ರಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ವೈದ್ಯಕೀಯ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಿಗೆ ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ-PCM ನಡುವಂಗಿಗಳು ಥರ್ಮೋರ್ಗ್ಯುಲೇಷನ್ ಅಸ್ವಸ್ಥತೆ ಹೊಂದಿರುವ ರೋಗಿಗಳಿಗೆ ದೇಹದ ಉಷ್ಣತೆಯನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಮಿಲಿಟರಿ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳು ತೀವ್ರ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಸೈನಿಕರಿಗೆ PCM ಉಡುಪುಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. US ಸೈನ್ಯವು PCM ಜಾಕೆಟ್‌ಗಳನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಿದ್ದು ಅದು 4-6 ಗಂಟೆಗಳ ಕಾಲ ಆರಾಮದಾಯಕವಾದ ಮುಂಡದ ತಾಪಮಾನವನ್ನು -10 ಡಿಗ್ರಿಯಿಂದ 45 ಡಿಗ್ರಿವರೆಗೆ ಸಕ್ರಿಯ ತಾಪನ ಅಥವಾ ತಂಪಾಗಿಸದೆ ಸುತ್ತುವರಿದ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ.

ಸೌರ ಶಕ್ತಿ ಸಂಗ್ರಹ

ಕೇಂದ್ರೀಕೃತ ಸೌರಶಕ್ತಿ (CSP) ಸ್ಥಾವರಗಳು ಉಷ್ಣ ಶಕ್ತಿಯ ಶೇಖರಣೆಗಾಗಿ PCMಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ. ಹಗಲಿನ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಕನ್ನಡಿಗಳು PCM ಶೇಖರಣಾ ತೊಟ್ಟಿಗಳನ್ನು ಬಿಸಿಮಾಡಲು ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕನ್ನು ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುತ್ತವೆ. ಸಂಗ್ರಹಿಸಿದ ಶಾಖವು ಸೂರ್ಯಾಸ್ತದ ನಂತರ ಟರ್ಬೈನ್ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಗಾಗಿ ಉಗಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ.

ಉಪ್ಪು-ಆಧಾರಿತ PCMಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಅಗತ್ಯವಿರುವ 200-400 ಡಿಗ್ರಿಯಲ್ಲಿ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ. ಸ್ಪೇನ್‌ನಲ್ಲಿರುವ CSP ಸೌಲಭ್ಯವು 1,000 ಟನ್‌ಗಳಷ್ಟು ಸೋಡಿಯಂ ನೈಟ್ರೇಟ್-ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್ ನೈಟ್ರೇಟ್ ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ಮಿಶ್ರಣವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ, ಸೂರ್ಯಾಸ್ತದ ನಂತರ 7.5 ಗಂಟೆಗಳ ಕಾಲ ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸಾಕಷ್ಟು ಶಾಖವನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಸ್ಥಾವರದ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ವಿಂಡೋವನ್ನು ಪ್ರತಿದಿನ 6 ರಿಂದ 13.5 ಗಂಟೆಗಳವರೆಗೆ ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ.

ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುಜ್ಜನಕ{0}}ಥರ್ಮಲ್ (PV/T) ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಸೌರ ಫಲಕಗಳ ಹಿಂದೆ PCM ಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತವೆ. ಪ್ಯಾನಲ್ ದಕ್ಷತೆಯು 25 ಡಿಗ್ರಿಗಿಂತ ಪ್ರತಿ ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್‌ಗೆ 0.5% ಇಳಿಯುತ್ತದೆ. PCM ಪದರಗಳು ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ಪ್ಯಾನಲ್ ತಾಪಮಾನವನ್ನು 10-15 ಡಿಗ್ರಿ ತಂಪಾಗಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು 8-12% ರಷ್ಟು ವಿದ್ಯುತ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ. ಸಂಗ್ರಹಿಸಿದ ಶಾಖವನ್ನು ಬಿಸಿನೀರಿನ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಮರುಪಡೆಯಬಹುದು, ಒಟ್ಟಾರೆ ಸಿಸ್ಟಮ್ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು 65% ಮತ್ತು ಪ್ರಮಾಣಿತ PV ಗಾಗಿ 20% ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.

ಕೋಲ್ಡ್ ಚೈನ್ ಮತ್ತು ಪ್ಯಾಕೇಜಿಂಗ್

ಸಾರಿಗೆ ಸಮಯದಲ್ಲಿ PCM ರೆಫ್ರಿಜರೆಂಟ್‌ಗಳು ತಾಪಮಾನ-ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಸರಕುಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ. ಔಷಧೀಯ ಕಂಪನಿಗಳು ಲಸಿಕೆ ಸಾಗಣೆಗಾಗಿ 2-8 ಡಿಗ್ರಿ ಹಂತದ ಬದಲಾವಣೆಯ ತಾಪಮಾನದೊಂದಿಗೆ PCM ಪ್ಯಾಕ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ. ವಸ್ತುಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ ಇನ್ಪುಟ್ ಇಲ್ಲದೆ 24-72 ಗಂಟೆಗಳ ತಾಪಮಾನ ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತವೆ.

ಕೋಲ್ಡ್ ಚೈನ್ ಟೆಕ್ನಾಲಜೀಸ್ ಮತ್ತು VPL Rx ನಡುವಿನ 2024 ಪಾಲುದಾರಿಕೆಯು ಸಮಗ್ರ ತಾಪಮಾನದ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆಯೊಂದಿಗೆ ಸ್ಮಾರ್ಟ್ PCM ಪ್ಯಾಕೇಜಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿತು. ಐಸ್ ಆಧಾರಿತ ಕೂಲಿಂಗ್‌ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಸಿಸ್ಟಂ ಸಾರಿಗೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಲಸಿಕೆ ಹಾಳಾಗುವುದನ್ನು 40% ರಷ್ಟು ಕಡಿತಗೊಳಿಸಿದೆ-. PCM ವಿಧಾನವು ಶಿಪ್ಪಿಂಗ್ ತೂಕವನ್ನು 35% ರಷ್ಟು ಕಡಿಮೆಗೊಳಿಸಿತು, ಸಾರಿಗೆ ವೆಚ್ಚಗಳು ಮತ್ತು ಇಂಗಾಲದ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಆಹಾರ ಉದ್ಯಮದ ಅನ್ವಯಗಳು ಶೈತ್ಯೀಕರಿಸಿದ ಟ್ರಕ್‌ಗಳಲ್ಲಿ PCM ಪ್ಯಾನೆಲ್‌ಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿವೆ. ಈ ಫಲಕಗಳು ಬಾಗಿಲು ತೆರೆಯುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಸಾರಿಗೆ ವಿಳಂಬದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ತಾಪಮಾನದ ಸ್ಪೈಕ್ಗಳನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ. ಕ್ಷೇತ್ರ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ತಾಪಮಾನ ಏರಿಳಿತಗಳಲ್ಲಿ 60% ಕಡಿತ ಮತ್ತು ಶೈತ್ಯೀಕರಣ ಘಟಕಗಳಿಗೆ 20% ಕಡಿಮೆ ಇಂಧನ ಬಳಕೆಯನ್ನು ತೋರಿಸಿದೆ.

ತಾಂತ್ರಿಕ ಸವಾಲುಗಳು ಮತ್ತು ಪರಿಹಾರಗಳು

ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ

ಶುದ್ಧ ಸಾವಯವ PCMಗಳು ಶಾಖವನ್ನು ಕಳಪೆಯಾಗಿ ನಡೆಸುತ್ತವೆ-0.2 W/m·K ನಲ್ಲಿ ಪ್ಯಾರಾಫಿನ್ ದಪ್ಪ ಭಾಗಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಕರಗಲು ಗಂಟೆಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಮೂರು ಪ್ರಾಥಮಿಕ ವರ್ಧನೆಯ ವಿಧಾನಗಳು ಇದನ್ನು ಪರಿಹರಿಸುತ್ತವೆ:

ವಿಸ್ತರಿಸಿದ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ (EG)ವಾಹಕ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ರಚಿಸುತ್ತದೆ. PCM EG ರಂಧ್ರಗಳನ್ನು ಒಳನುಸುಳಿದಾಗ, ಸಂಯೋಜನೆಯ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ 5-15 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. 10% EG ಲೋಡಿಂಗ್ ಮೂಲ ಸುಪ್ತ ಶಾಖದ 85% ಉಳಿಸಿಕೊಂಡು ಪ್ಯಾರಾಫಿನ್ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು 0.2 ರಿಂದ 2.5 W/m·K ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.

ಲೋಹದ ಫೋಮ್ಗಳು(ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ, ತಾಮ್ರ, ನಿಕಲ್) ಮೂರು-ಆಯಾಮದ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿ ಇಂಚಿಗೆ 5 ರಂಧ್ರಗಳಿರುವ ತಾಮ್ರದ ಫೋಮ್ (PPI) ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು 8-12 W/m·K ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ತೆರೆದ ಕೋಶ ರಚನೆಯು ಶಾಖದ ಹರಿವಿಗಾಗಿ ನಿರಂತರ ಲೋಹದ ಜಾಲಗಳನ್ನು ರಚಿಸುವಾಗ PCM ಒಳನುಸುಳುವಿಕೆಯನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ.

ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್ ಸೇರ್ಪಡೆಗಳುPCM ಮೂಲಕ ಹರಡಿ. 3% ತೂಕದ ಭಾಗದಲ್ಲಿರುವ ಕಾರ್ಬನ್ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳು ವಾಹಕತೆಯನ್ನು 300-400% ರಷ್ಟು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ನ್ಯಾನೊವಸ್ತುಗಳು ಸ್ನಿಗ್ಧತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಸಂಕೀರ್ಣಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ.

ಸೂಪರ್ ಕೂಲಿಂಗ್ ತಡೆಗಟ್ಟುವಿಕೆ

ಅಜೈವಿಕ PCMಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 5-20 ಡಿಗ್ರಿಗಳಷ್ಟು ಅವುಗಳ ಘನೀಕರಿಸುವ ಬಿಂದುವಿನ ಕೆಳಗೆ ದ್ರವವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಇದು ಶಾಖ ಬಿಡುಗಡೆಯನ್ನು ವಿಳಂಬಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಿಸ್ಟಮ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಪರಿಹಾರಗಳು ಸೇರಿವೆ:

ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೇಟಿಂಗ್ ಏಜೆಂಟ್ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣ ತಾಣಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸಿ. ಸೋಡಿಯಂ ಸಲ್ಫೇಟ್ ಡಿಕಾಹೈಡ್ರೇಟ್‌ಗೆ 2-5% ಬೋರಾಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಸೇರಿಸುವುದರಿಂದ ಸೂಪರ್ ಕೂಲಿಂಗ್ ಅನ್ನು 12 ಡಿಗ್ರಿಯಿಂದ 2 ಡಿಗ್ರಿಗಳಿಗೆ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಟೈಟಾನಿಯಂ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್‌ಗಳು 0.5-1% ಲೋಡಿಂಗ್‌ನಲ್ಲಿ ಉಪ್ಪು ಹೈಡ್ರೇಟ್‌ಗಳಿಗೆ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೇಟರ್‌ಗಳಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ.

ಮೇಲ್ಮೈ ಒರಟುತನಧಾರಕಗಳಲ್ಲಿ ಭಿನ್ನಜಾತಿಯ ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೇಶನ್ ಅನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆ. ಸ್ಯಾಂಡ್‌ಬ್ಲಾಸ್ಟೆಡ್ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಕಂಟೈನರ್‌ಗಳು ನಯವಾದ ಮೇಲ್ಮೈಗಳಿಗಿಂತ 65% ಕಡಿಮೆ ಸೂಪರ್ ಕೂಲಿಂಗ್ ಅನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ.

ಹಂತ ಪ್ರತ್ಯೇಕತೆ

ಪುನರಾವರ್ತಿತ ಚಕ್ರಗಳ ನಂತರ ಉಪ್ಪು ಹೈಡ್ರೇಟ್‌ಗಳು ಉಪ್ಪು-ಸಮೃದ್ಧ ಮತ್ತು ನೀರಿನ-ಸಮೃದ್ಧ ಹಂತಗಳಾಗಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಉಪ್ಪು ನೆಲೆಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಕುಗ್ಗಿಸುವ ಸಂಯೋಜನೆಯ ಇಳಿಜಾರುಗಳನ್ನು ರಚಿಸುತ್ತದೆ.

ದಪ್ಪವಾಗಿಸುವ ಏಜೆಂಟ್ಗಳುಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಥೈಲ್ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅಮಾನತು ನಿರ್ವಹಿಸುವಂತೆ. 1-2% ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿ, ಈ ಪಾಲಿಮರ್‌ಗಳು ಉಪ್ಪಿನ ಕಣಗಳನ್ನು ವಿತರಿಸುತ್ತವೆ, ಸ್ಥಿರ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯನ್ನು 1,000+ ಚಕ್ರಗಳಿಗೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ 50-100 ಕ್ಕೆ ಚಿಕಿತ್ಸೆ ಇಲ್ಲದೆ ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತವೆ.

ಹೆಚ್ಚುವರಿ ನೀರುಸ್ಟೊಚಿಯೊಮೆಟ್ರಿಕ್ ನಷ್ಟಗಳಿಗೆ ಸರಿದೂಗಿಸುತ್ತದೆ. ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ಹೆಕ್ಸಾಹೈಡ್ರೇಟ್‌ಗೆ 5-10% ಹೆಚ್ಚುವರಿ ನೀರನ್ನು ಸೇರಿಸುವುದು ಒಟ್ಟು ಘನೀಕರಣವನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ, ಮಿಶ್ರಣವನ್ನು ಸುಗಮಗೊಳಿಸುವ ದ್ರವ ಭಾಗವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ.

ಕಂಟೈನ್ಮೆಂಟ್ ಮತ್ತು ಸೋರಿಕೆ

ಸೋರಿಕೆಯನ್ನು ತಡೆಗಟ್ಟಲು ದ್ರವ PCM ಗಳಿಗೆ ಧಾರಕ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಮೂರು ಎನ್ಕ್ಯಾಪ್ಸುಲೇಶನ್ ವಿಧಾನಗಳು ಇದನ್ನು ಪರಿಹರಿಸುತ್ತವೆ:

ಮೈಕ್ರೊಎನ್ಕ್ಯಾಪ್ಸುಲೇಷನ್(1-1000 ಮೈಕ್ರೋಮೀಟರ್‌ಗಳು) ಪಾಲಿಮರ್ ಶೆಲ್‌ಗಳಲ್ಲಿ PCM ಅನ್ನು ಲೇಪಿಸುತ್ತದೆ. ಕೋರ್ ಕರಗಿದಾಗ ಕ್ಯಾಪ್ಸುಲ್‌ಗಳು ಹಾಗೇ ಉಳಿಯುತ್ತವೆ, ಕಟ್ಟಡ ಸಾಮಗ್ರಿಗಳು, ಜವಳಿಗಳು ಅಥವಾ ಸಂಯುಕ್ತಗಳಿಗೆ PCM ಏಕೀಕರಣವನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಶೆಲ್ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಮೆಲಮೈನ್-ಫಾರ್ಮಾಲ್ಡಿಹೈಡ್, ಪಾಲಿಯುರೆಥೇನ್ ಅಥವಾ ಅಕ್ರಿಲಿಕ್ ಪಾಲಿಮರ್‌ಗಳು ಸೇರಿವೆ.

ಮ್ಯಾಕ್ರೋಎನ್ಕ್ಯಾಪ್ಸುಲೇಷನ್ uses larger containers (>1 ಸೆಂ). ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಚೀಲಗಳು, ಲೋಹದ ಕ್ಯಾನ್‌ಗಳು ಅಥವಾ ಗಾಜಿನ ಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳು PCM ಸಂಪುಟಗಳನ್ನು 50 mL ನಿಂದ ಹಲವಾರು ಲೀಟರ್‌ಗಳವರೆಗೆ ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಈ ವಿಧಾನವು ಕೇಂದ್ರೀಕೃತ ಥರ್ಮಲ್ ಶೇಖರಣೆಗೆ ಸರಿಹೊಂದುತ್ತದೆ ಆದರೆ ಧಾರಕ ತೂಕವನ್ನು ಸೇರಿಸುತ್ತದೆ.

ಫಾರ್ಮ್-ಸ್ಥಿರ PCMಗಳುಧಾರಕಗಳನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ತೆಗೆದುಹಾಕಿ. PCM ಅನ್ನು ವಿಸ್ತರಿತ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್, ಡಯಾಟೊಮ್ಯಾಸಿಯಸ್ ಅರ್ಥ್ ಅಥವಾ ಪಾಲಿಮರ್ ಫೋಮ್‌ಗಳಂತಹ ಸರಂಧ್ರ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕ್ಯಾಪಿಲರಿ ಬಲಗಳು ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈ ಒತ್ತಡವು ದ್ರವ PCM ಅನ್ನು ರಂಧ್ರ ರಚನೆಯೊಳಗೆ ಉಳಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಕರಗಿದಾಗಲೂ ಸೋರಿಕೆಯನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ.

ಮಾರುಕಟ್ಟೆ ಬೆಳವಣಿಗೆ ಮತ್ತು ನಿರ್ದೇಶನಗಳು

ಪ್ರಸ್ತುತ ಮಾರುಕಟ್ಟೆ ಸ್ಥಿತಿ

ಜಾಗತಿಕ PCM ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯು ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ 2024 ರಲ್ಲಿ $1.6-3.0 ಬಿಲಿಯನ್ ತಲುಪಿತು. ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪ್ರಕ್ಷೇಪಗಳು 11.5% ರಿಂದ 18% CAGR ವರೆಗೆ ಇರುತ್ತದೆ, ಇದು 2032-2033 ರ ವೇಳೆಗೆ $4-10 ಶತಕೋಟಿಯನ್ನು ತಲುಪುತ್ತದೆ.

2024 ರ PCM ಮಾರಾಟದಲ್ಲಿ $854.6 ಮಿಲಿಯನ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಉತ್ತರ ಅಮೇರಿಕಾ ಮುಂಚೂಣಿಯಲ್ಲಿದೆ, 2033 ರ ವೇಳೆಗೆ $3.1 ಶತಕೋಟಿಗೆ ಬೆಳೆಯುವ ನಿರೀಕ್ಷೆಯಿದೆ. ಯುರೋಪ್ ಜಾಗತಿಕ ಮಾರುಕಟ್ಟೆ ಪಾಲನ್ನು ಸರಿಸುಮಾರು 40% ನಲ್ಲಿ ಅನುಸರಿಸುತ್ತದೆ. ಏಷ್ಯಾ-ಪೆಸಿಫಿಕ್ ಅತ್ಯಂತ ವೇಗದ ಬೆಳವಣಿಗೆ ದರವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ-ಚೀನಾ, ಜಪಾನ್ ಮತ್ತು ಭಾರತದಿಂದ-ಇಲ್ಲಿ ನಗರೀಕರಣ ಮತ್ತು ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿಯ ಅಳವಡಿಕೆಯು ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣಾ ಪರಿಹಾರಗಳಿಗೆ ಬೇಡಿಕೆಯನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ.

ಪ್ರಮುಖ ತಯಾರಕರು BASF, ಹನಿವೆಲ್, ರುಬಿಥರ್ಮ್ ಟೆಕ್ನಾಲಜೀಸ್, ಫೇಸ್ ಚೇಂಜ್ ಎನರ್ಜಿ ಸೊಲ್ಯೂಷನ್ಸ್ ಮತ್ತು ಡೌ. ಸ್ಪರ್ಧಾತ್ಮಕ ಭೂದೃಶ್ಯವು ಛಿದ್ರವಾಗಿ ಉಳಿದಿದೆ; ಯಾವುದೇ ಒಬ್ಬ ಆಟಗಾರನು 15% ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಮಾರುಕಟ್ಟೆ ಪಾಲನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಈ ವಿಘಟನೆಯು PCM ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳ ವಿಶೇಷ ಸ್ವರೂಪವನ್ನು ಪ್ರತಿಬಿಂಬಿಸುತ್ತದೆ-ವಿಭಿನ್ನ ಕೈಗಾರಿಕೆಗಳಿಗೆ ವಿಭಿನ್ನ ಸೂತ್ರೀಕರಣಗಳು ಮತ್ತು ಏಕೀಕರಣ ವಿಧಾನಗಳ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ.

ಉದಯೋನ್ಮುಖ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳು

ವೈದ್ಯಕೀಯ ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣೆಬಳಕೆಯಾಗದ ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. PCM ನಡುವಂಗಿಗಳು ಮಲ್ಟಿಪಲ್ ಸ್ಕ್ಲೆರೋಸಿಸ್ ರೋಗಿಗಳಿಗೆ ದೇಹದ ಉಷ್ಣತೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ, ಅವರ ಶಾಖದ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಯು ಚಲನಶೀಲತೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಬೇಸಿಗೆಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ PCM ಉಡುಪುಗಳು ಹೊರಾಂಗಣ ಚಟುವಟಿಕೆಯ ಸಮಯವನ್ನು 3-4 ಗಂಟೆಗಳವರೆಗೆ ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ಕ್ಲಿನಿಕಲ್ ಪ್ರಯೋಗಗಳು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ.

ಏರೋಸ್ಪೇಸ್ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳುPCM ನ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳಿ. ಉಪಗ್ರಹಗಳು ಸೂರ್ಯನ ಬೆಳಕು ಮತ್ತು ನೆರಳಿನ ನಡುವೆ ಪರಿಭ್ರಮಿಸುವಾಗ -150 ಡಿಗ್ರಿಯಿಂದ +150 ಡಿಗ್ರಿವರೆಗೆ ತಾಪಮಾನ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಅನುಭವಿಸುತ್ತವೆ. PCM ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆಯಿಲ್ಲದೆ ± 5 ಡಿಗ್ರಿ ಒಳಗೆ ಉಪಕರಣದ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ. ಅಂತಾರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ನಿಲ್ದಾಣವು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಮಾಡ್ಯೂಲ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣ ನಿಯಂತ್ರಣಕ್ಕಾಗಿ PCM ಪ್ಯಾನೆಲ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ.

5G ಮೂಲಸೌಕರ್ಯಶೈತ್ಯೀಕರಣವು ಅಧಿಕ ಆವರ್ತನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ನಿಂದ ಶಾಖ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ತಿಳಿಸುತ್ತದೆ. ಸಣ್ಣ ಸೆಲ್ ಟವರ್‌ಗಳು ಗಮನಾರ್ಹ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕಾಂಪ್ಯಾಕ್ಟ್ ಆವರಣಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ಯಾಕ್ ಮಾಡುತ್ತವೆ. PCM ಕೂಲಿಂಗ್ ಪರಿಹಾರಗಳು ಸಕ್ರಿಯ ಹವಾನಿಯಂತ್ರಣದ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು 40-50% ರಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್-ಸೀಮಿತ ಸ್ಥಳಗಳಲ್ಲಿ ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ.

ವಸ್ತು ನಾವೀನ್ಯತೆ

ಜೈವಿಕ-ಆಧಾರಿತ PCMಗಳು ಸಮರ್ಥನೀಯತೆಯ ಕಾಳಜಿಗಳನ್ನು ತಿಳಿಸುತ್ತವೆ. ಸಸ್ಯದ ಎಣ್ಣೆಗಳು ಅಥವಾ ಆಹಾರದ{2}}ಗ್ರೇಡ್ ಮೇಣಗಳಿಂದ ಪಡೆದ ವಸ್ತುಗಳು ಪೆಟ್ರೋಲಿಯಂ ಅವಲಂಬನೆಯನ್ನು ತೊಡೆದುಹಾಕುತ್ತವೆ ಮತ್ತು{3}}ಜೀವನದ ಮರುಬಳಕೆಯ{4}}ಅಂತ್ಯವನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತವೆ. ಜೈವಿಕ-PCM ಮಾರುಕಟ್ಟೆ ಪಾಲು ವಾರ್ಷಿಕವಾಗಿ 20% ನಲ್ಲಿ ಬೆಳೆಯುತ್ತಿದೆ, ಆದರೂ ಉತ್ಪಾದನಾ ವೆಚ್ಚವು ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಪರ್ಯಾಯಗಳಿಗಿಂತ 30-50% ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಘನ-ಘನ PCMಗಳು ದ್ರವ ನಿರ್ವಹಣೆ ಸವಾಲುಗಳನ್ನು ನಿವಾರಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ವಸ್ತುಗಳು ಕರಗದೆ ಸ್ಫಟಿಕದ ರಚನೆಯ ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಗೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತವೆ. ಪಾಲಿಥಿಲೀನ್ ಗ್ಲೈಕಾಲ್-ಆಧಾರಿತ ಘನ-ಘನ PCMಗಳು -50 ಡಿಗ್ರಿಯಿಂದ +175 ಡಿಗ್ರಿವರೆಗೆ 100-150 kJ/kg ಸುಪ್ತ ಶಾಖದೊಂದಿಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ. ಅವರು ಸ್ಮಾರ್ಟ್ ಜವಳಿ ಮತ್ತು ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯ ಕಟ್ಟಡ ಸಾಮಗ್ರಿಗಳಲ್ಲಿ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳನ್ನು ಹುಡುಕುತ್ತಿದ್ದಾರೆ, ಅಲ್ಲಿ ಸೋರಿಕೆಯನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಸಹಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ.

ನ್ಯಾನೊ-ವರ್ಧಿತ PCM ಗಳು ಮುಂದುವರೆಯುತ್ತಲೇ ಇವೆ. ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಮತ್ತು MXene ಸೇರ್ಪಡೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಇತ್ತೀಚಿನ ಕೆಲಸವು ಕೇವಲ 2-3% ಲೋಡಿಂಗ್‌ನಲ್ಲಿ 15-ಪಟ್ಟು ಮೀರಿದ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆ ಸುಧಾರಣೆಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ನ್ಯಾನೊವಸ್ತುಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಸಹ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ, ವಿದ್ಯುತ್-ಪ್ರಚೋದಿತ PCM ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ ಸಾಧ್ಯತೆಗಳನ್ನು ತೆರೆಯುತ್ತದೆ.

ಪ್ರಮಾಣೀಕರಣ ಪ್ರಯತ್ನಗಳು

ಉದ್ಯಮವು PCM ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಮತ್ತು ಬಾಳಿಕೆಗಾಗಿ ಏಕೀಕೃತ ಪರೀಕ್ಷಾ ಮಾನದಂಡಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿಲ್ಲ. ಇಂಟರ್ನ್ಯಾಷನಲ್ ಎನರ್ಜಿ ಏಜೆನ್ಸಿಯ ಕಾರ್ಯ 42 ಉಷ್ಣ ಆಸ್ತಿ ಮಾಪನಕ್ಕಾಗಿ ಮಾರ್ಗಸೂಚಿಗಳನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸಿತು, ಆದರೆ ದತ್ತು ಸ್ವಯಂಪ್ರೇರಿತವಾಗಿ ಉಳಿದಿದೆ. ವಿನ್ಯಾಸಕರು ಮತ್ತು ಅಂತಿಮ ಬಳಕೆದಾರರಿಗೆ ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಮೆಟ್ರಿಕ್‌ಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುವ ಮೂಲಕ ಪ್ರಮಾಣೀಕರಣವು ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ವೇಗಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.

ISO PCM-ವರ್ಧಿತ ಕಟ್ಟಡ ಸಾಮಗ್ರಿಗಳಿಗಾಗಿ ಮಾನದಂಡಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುತ್ತಿದೆ, 2025{2}}2026 ರಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟಿಸುವ ನಿರೀಕ್ಷೆಯಿದೆ. ಈ ಮಾನದಂಡಗಳು ಕನಿಷ್ಠ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಮಾನದಂಡಗಳು, ಪರೀಕ್ಷಾ ಪ್ರೋಟೋಕಾಲ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಸುರಕ್ಷತಾ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ನಿರ್ದಿಷ್ಟಪಡಿಸುತ್ತದೆ - ಸಾವಯವ PCM ಗಳೊಂದಿಗೆ ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಪ್ರಮುಖವಾದ ಅಗ್ನಿ ಸುರಕ್ಷತೆಯ ಕಾಳಜಿಗಳು.

ಪದೇ ಪದೇ ಕೇಳಲಾಗುವ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು

ಸಾವಯವ ಮತ್ತು ಅಜೈವಿಕ PCM ಗಳ ನಡುವಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವೇನು?

ಸಾವಯವ PCM ಗಳು (ಪ್ಯಾರಾಫಿನ್‌ಗಳು, ಕೊಬ್ಬಿನಾಮ್ಲಗಳು) ಸ್ಥಿರ ಸೈಕ್ಲಿಂಗ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಮತ್ತು ಕನಿಷ್ಠ ಸೂಪರ್ ಕೂಲಿಂಗ್ ಅನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ ಆದರೆ ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಅಜೈವಿಕ PCM ಗಳು (ಉಪ್ಪು ಹೈಡ್ರೇಟ್‌ಗಳು, ಲೋಹಗಳು) ಹೆಚ್ಚಿನ ವಾಹಕತೆ ಮತ್ತು ಸುಪ್ತ ಶಾಖವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತವೆ ಆದರೆ ಸೂಪರ್‌ಕೂಲಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಹಂತದ ಪ್ರತ್ಯೇಕತೆಯನ್ನು ಅನುಭವಿಸಬಹುದು. ವೆಚ್ಚದ-ವಾರು, ಸಾವಯವ ಪದಾರ್ಥಗಳು $2-8/kg ವರೆಗೆ ಇರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಅಜೈವಿಕಗಳು ಶುದ್ಧತೆಯ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ $1-15/kg ವ್ಯಾಪಿಸುತ್ತವೆ. ಆಯ್ಕೆಯು ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ತಾಪಮಾನ, ಸೈಕ್ಲಿಂಗ್ ಆವರ್ತನ ಮತ್ತು ಉಷ್ಣ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಸಮಯದ ಅಗತ್ಯಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ.

ಹಂತದ ಬದಲಾವಣೆಯ ವಸ್ತುಗಳು ಎಷ್ಟು ಕಾಲ ಉಳಿಯುತ್ತವೆ?

PCM longevity varies by type and operating conditions. High-quality paraffins maintain >10,000 ಚಕ್ರಗಳ ನಂತರ 90% ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ. ಸಾಲ್ಟ್ ಹೈಡ್ರೇಟ್‌ಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 1,000-3,000 ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹ ಚಕ್ರಗಳನ್ನು ಬದಲಿ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಮೊದಲು ಸಾಧಿಸುತ್ತವೆ. ದಿನಕ್ಕೆ 1 ಚಕ್ರದೊಂದಿಗೆ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ಗಳನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುವಲ್ಲಿ, ಇದು 3-27 ವರ್ಷಗಳ ಸೇವಾ ಜೀವನಕ್ಕೆ ಅನುವಾದಿಸುತ್ತದೆ. ರಾಸಾಯನಿಕ ಸ್ಥಗಿತ, ಕಂಟೇನರ್ ತುಕ್ಕು ಅಥವಾ ಕ್ರಮೇಣ ಆಸ್ತಿ ಬದಲಾವಣೆಗಳ ಮೂಲಕ ಅವನತಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. PCM- ಕಂಟೈನರ್ ಸಂಯೋಜನೆಗಳ ಸರಿಯಾದ ಆಯ್ಕೆಯು ಸೇವೆಯ ಜೀವನವನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ.

PCM ಗಳು ತೀವ್ರವಾದ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಕೆಲಸ ಮಾಡಬಹುದೇ?

PCM ಗಳು -50 ಡಿಗ್ರಿಯಿಂದ +800 ಡಿಗ್ರಿವರೆಗಿನ ತಾಪಮಾನದ ಶ್ರೇಣಿಗಳಿಗೆ ಲಭ್ಯವಿದೆ. ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ಅನ್ವಯಗಳು ನೀರಿನ-ಗ್ಲೈಕಾಲ್ ಮಿಶ್ರಣಗಳು ಅಥವಾ ವಿಶೇಷ ಸಾವಯವ ಪದಾರ್ಥಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ. ಅಧಿಕ-ತಾಪಮಾನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಕರಗಿದ ಲವಣಗಳು ಅಥವಾ ಲೋಹದ ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳಿಗೆ PCM ಕರಗುವ ಬಿಂದುವನ್ನು ಹೊಂದಿಸುವುದು ಕೀಲಿಯಾಗಿದೆ-ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಗುರಿ ತಾಪಮಾನದ 2-5 ಡಿಗ್ರಿ ಒಳಗೆ PCT ಅನ್ನು ಆಯ್ಕೆಮಾಡುವುದು. ಕೆಲವು ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳು ವ್ಯಾಪಕವಾದ ತಾಪಮಾನದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು ಒಳಗೊಳ್ಳಲು ಅಥವಾ ಹಂತದ ಉಷ್ಣ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸಲು ಸರಣಿಯಲ್ಲಿ ಬಹು PCM ಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ.

ಹಂತ ಬದಲಾವಣೆ ವಸ್ತುಗಳು ಸುರಕ್ಷಿತವೇ?

ಸುರಕ್ಷತೆಯು PCM ಪ್ರಕಾರ ಮತ್ತು ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಅನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಆಹಾರ-ದರ್ಜೆಯ PCM ಗಳು (ಕೆಲವು ಕೊಬ್ಬಿನಾಮ್ಲಗಳು, ಪಾಲಿಥಿಲೀನ್ ಗ್ಲೈಕಾಲ್) ವಿಷಕಾರಿಯಲ್ಲ. ಪ್ಯಾರಾಫಿನ್‌ಗಳು ದಹಿಸಬಲ್ಲವು-ಅಗ್ನಿಶಾಮಕ ಅಥವಾ ಎನ್‌ಕ್ಯಾಪ್ಸುಲೇಷನ್ ಈ ಅಪಾಯವನ್ನು ತಗ್ಗಿಸುತ್ತದೆ. ಉಪ್ಪು ಹೈಡ್ರೇಟ್ಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸುರಕ್ಷಿತವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಆದರೆ ಕೆಲವು ಚರ್ಮದ ಕಿರಿಕಿರಿಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತವೆ. ಸರಿಯಾದ ಧಾರಕವು ಸೋರಿಕೆ ಮತ್ತು ನೇರ ಸಂಪರ್ಕವನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ. ನಿಯಂತ್ರಕ ಅನುಮೋದನೆಯು ಪ್ರದೇಶದಿಂದ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ; ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಯುನೈಟೆಡ್ ಸ್ಟೇಟ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಆಹಾರ ಸಂಪರ್ಕ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಿಗೆ FDA ಅನುಮೋದನೆ ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ವಾಣಿಜ್ಯ PCM ಉತ್ಪನ್ನಗಳು ನಿರ್ವಹಣಾ ಮಾರ್ಗಸೂಚಿಗಳೊಂದಿಗೆ ಸುರಕ್ಷತಾ ಡೇಟಾ ಹಾಳೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ.

ಸ್ಥಾಪಿತ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದ ಕುತೂಹಲಗಳಿಂದ ವಾಣಿಜ್ಯಿಕವಾಗಿ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯವಾದ ಉಷ್ಣ ನಿರ್ವಹಣಾ ಪರಿಹಾರಗಳವರೆಗೆ ಹಂತದ ಬದಲಾವಣೆಯ ವಸ್ತುಗಳ ವಿಕಸನವು ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ಉಷ್ಣ ನಿಯಂತ್ರಣ ಪ್ರಯೋಜನಗಳ ಬೆಳೆಯುತ್ತಿರುವ ಗುರುತಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಪ್ರತಿಬಿಂಬಿಸುತ್ತದೆ. ತಾಪಮಾನದ ಸ್ಥಿರತೆ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯ ದಕ್ಷತೆಯು ಆದ್ಯತೆಗಳಾಗಿರುವ ಕೈಗಾರಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ PCM ಏಕೀಕರಣವು ವಿಸ್ತರಿಸುವುದನ್ನು ಮುಂದುವರೆಸಿದೆ. ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ಬಾಳಿಕೆಯಂತಹ ಸವಾಲುಗಳಿಗೆ ನಿರಂತರ ಗಮನದ ಅಗತ್ಯವಿದ್ದರೂ, ಸುಪ್ತ ಶಾಖದ ಶೇಖರಣೆಯ ಮೂಲಭೂತ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರವು ಶಕ್ತಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ವಿಕಸನಗೊಳ್ಳುತ್ತಿದ್ದಂತೆ PCM ಗಳು ಪ್ರಸ್ತುತವಾಗಿರುತ್ತವೆ ಎಂದು ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತದೆ. ತೂಕ, ಶಕ್ತಿ ಅಥವಾ ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆಯ ನಿರ್ಬಂಧಗಳಿಂದಾಗಿ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸಕ್ರಿಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಅಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿರುವ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಬಲವಾದ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ{3}}PCM ಗಳನ್ನು ಕೇವಲ ಪರ್ಯಾಯ ಕೂಲಿಂಗ್ ವಿಧಾನವನ್ನಾಗಿ ಮಾಡದೆ, ಆದರೆ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಥರ್ಮಲ್ ಮ್ಯಾನೇಜ್‌ಮೆಂಟ್ ಸವಾಲುಗಳಿಗೆ ಏಕೈಕ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯವಾದ ಪರಿಹಾರವಾಗಿದೆ.