Ltes複合材において、VimはDimと比較してどうですか？優れた熱貯蔵と安定性を実現

真空含浸法（VIM）は、潜熱蓄熱材（PCM）が支持構造に入る方法を根本的に変えることにより、直接含浸法（DIM）と比較して優れた複合材料を作成します。 DIMが受動的な吸収に依存するのに対し、VIMは低圧環境を利用して空気と湿気を積極的に排出し、より高い熱貯蔵密度とより大きな構造安定性を実現します。

主な違いは、細孔へのアクセス性にあります。VIMは真空を作り出し、DIMでは空いたままになる微細な細孔に液体PCMを物理的に押し込みます。これにより、材料のエネルギー貯蔵容量が最大化され、PCMとその支持マトリックス間の結合が大幅に強化されます。

含浸のメカニズム

空気抵抗の克服

直接含浸法では、支持材料の細孔内に閉じ込められた空気が障壁となります。これにより、液体PCMがマトリックスに完全に浸透できず、貴重な貯蔵スペースが未使用のままになります。

圧力差の力

VIMは、極低圧条件下で多孔質支持材料を処理します。これにより真空が発生し、細孔内に閉じ込められた空気と湿気を強制的に排出します。

能動的浸透

空気が除去されると、圧力差が作成されます。この差圧が駆動力として作用し、液体PCMを標準的な浸漬法では到達できない微細なマイクロポアの奥深くまで押し込みます。

LTES複合材において、VIMはDIMと比較してどうですか？優れた熱貯蔵と安定性を実現

貯蔵容量の性能向上

吸着率の向上

閉じ込められたガスによる抵抗を除去することにより、VIMは吸着率を大幅に加速します。多孔質マトリックスは、大気条件下よりも迅速かつ徹底的にPCMを吸収します。

より高い飽和限界

VIMは、支持材料の潜在能力を最大限に引き出します。たとえば、大孔径発泡パーライトでは、VIMはDIMで達成される0.59 kg/kgに対し、飽和容量を0.68 kg/kgに増加させます。

安定性と漏洩防止

より強力な物理的吸着

VIMはPCMをより深く、より小さな細孔に押し込むため、液体と固体マトリックス間の表面積接触が最大化されます。これにより、材料を結合するより強力な物理的吸着力が生まれます。

漏洩リスクの低減

漏洩は、相変化サイクル（融解および凍結）中のLTES複合材における重要な故障モードです。VIMは、PCMをマイクロポア内にさらに確実に固定することにより、DIMによって形成される緩い結合と比較して、漏洩リスクを大幅に低減します。

トレードオフの理解

直接含浸法（DIM）の限界

DIMはより単純なプロセスですが、複合材内に本質的に「デッドスペース」が生じます。奥深くにある空気ポケットを排除できないことは、材料が保持できる総エネルギー密度を制限します。

プロセス制御の必要性

VIMは、特定の環境制御（真空）を必要とする能動的なプロセスです。しかし、この処理要件は、高性能熱貯蔵アプリケーションに必要な飽和容量を達成するために必要です。

目標に合わせた適切な選択

これらの方法の選択は、熱貯蔵システムの効率と寿命を決定します。

エネルギー密度の最大化が主な焦点である場合： VIMを使用して、利用可能なすべてのマイクロポアが満たされることを確認し、発泡パーライト複合材で0.68 kg/kgなどの容量を達成します。
長期信頼性が主な焦点である場合： VIMを選択して物理的吸着を強化し、PCMがマトリックス内に確実に保持され、繰り返し熱サイクル中の漏洩を防ぐようにします。

VIMは、含浸を受動的な吸収プロセスから精密工学ステップへと変革し、LTES複合材が最大の容量と安定性を発揮することを保証します。

概要表：

特徴	直接含浸法（DIM）	真空含浸法（VIM）
メカニズム	受動的吸収（浸漬）	真空による能動的な空気排出
細孔アクセス	閉じ込められた空気/湿気による制限	マイクロポアへの完全アクセス
飽和容量	低い（例：パーライトで0.59 kg/kg）	高い（例：パーライトで0.68 kg/kg）
吸着力	弱い物理的結合	最大化された表面積接触
漏洩リスク	緩い固定による高いリスク	深い浸透による大幅な低減
プロセス複雑性	低い（大気圧）	高い（圧力制御が必要）

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参考文献

Chrysa Politi, I.P. Koronaki. Mechanistic Modelling for Optimising LTES-Enhanced Composites for Construction Applications. DOI: 10.3390/buildings15030351

この記事は、以下の技術情報にも基づいています Kintek Furnace ナレッジベース .