열 에너지 저장을 위한 NaNO₃-KNO₃ 상 안정성에 대한 새로운 통찰력
우리의 최신 연구는 집광형 태양열 발전(CSP) 플랜트에서 널리 사용되는 열전달 유체 및 열 에너지 저장 물질인 NaNO₃-KNO₃ 시스템에 초점을 맞추고 있습니다. 광범위한 응용에도 불구하고 실험 조건의 영향을 받는 준안정상 형성으로 인해 평형 상 다이어그램의 불일치가 지속되고 있습니다.
시차 주사 열량 측정(DSC), 열역학적 분석(TMA), 레이저 플래시 분석(LFA), 고온 X-선 회절(HTXRD)을 통합하여 시스템의 열 및 구조적 특성에 대한 심층적인 통찰을 얻었습니다. 특히 HTXRD를 통해 준안정 고용체 상이 형성되는 것을 확인하여 재료 거동을 완전히 이해하기 위한 열적 및 구조적 접근법의 필요성을 강조했습니다.
최근 재료 연구 및 기술 저널에 게재된"열 분석 및 고온 X-선 회절에 의한 NaNO₃-KNO₃ 시스템에서의 준안정상 형성의 종합 분석"이라는 논문은 이러한 불일치를 직접적으로 다루고 있습니다.
이 연구에서는 차동 주사 열량 측정(NETZSCH DSC 204 F1 Phoenix® ), 열역학적 분석(NETZSCH TMA 402 F1 Hyperion® ), 레이저 플래시 분석(NETZSCH LFA 467 HyperFlash®) 및 고온 X-선 회절(HTXRD - Empyrean 시리즈 3) 등 다양한 기술 접근법이 사용되었습니다.
그 결과 첫 번째와 두 번째 가열 주기 사이의 전이 온도와 부피 변화에서 상당한 차이가 있음을 알 수 있습니다. 또한 고온 XRD 연구를 통해 준안정상의 형성과 지속성을 확인하여 이전에 보고된 데이터에서 해결되지 않았던 불일치를 해결했습니다.
열 분석에 첨단 실험 기법을 통합하면 신뢰할 수 있는 열역학 데이터베이스를 개발하는 데 중요한 열물리학적 특성의 신뢰성이 크게 향상됩니다. 이러한 통합은 다양한 온도 범위에 최적화된 혁신적인 소재 개발을 지원하여 산업 공정 및 에너지 저장 솔루션의 효율성과 지속 가능성을 개선합니다.
연구 방법과 결과에 대한 자세한 내용은 온라인에서 연구 논문 전문을 확인할 수 있습니다:
감사
이 연구는 NETZSCH-Gerätebau GmbH(독일 셀브), Malvern Panalytical B.V.(네덜란드 알멜로, 7602 EA), Forschungszentrum Jülich GmbH, IMD-1(독일 율리히)의 연구원들의 공동 노력으로 수행되었습니다. 저자들의 귀중한 기여와 각 기관에서 제공한 지원에 감사드립니다.
웨비나도 시청하세요: 실험적 한계를 탐구하는 소금 시스템
염 시스템은 산화물 및 금속과 함께 뚜렷한 물질 그룹을 형성합니다. 야금, 원자력 및 태양 에너지와 같은 주요 산업에서 열 전달 매체 또는 화학 반응물로 광범위하게 사용되는 이유는 상대적으로 저렴한 비용과 가용성 외에 독특한 열물리학적 특성 때문입니다. 양이온과 음이온이 다른 염의 조합은 응용 분야의 다양성을 크게 증가시킵니다. 밀도, 열용량 및 열확산도와 같은 열물리학적 특성을 정확하게 측정하는 것은 시료 준비와 도가니 재료 선택에 따라 크게 달라집니다. 염의 열 안정성 및 증발/분해 거동에 대한 정보도 실험 결과를 해석하는 데 중요합니다. 일부 염 혼합물은 온도 프로그램이나 실험 장비의 기타 매개변수에 따라 전이 안정상을 형성할 수 있습니다.
TG/DTA/DSC/TMA/LFA 장비를 사용한 염 시스템 조사에 대한 이러한 모든 문제와 가능한 해결책은 웹 세미나에서 논의됩니다(
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