Araştırmacılar, gıda atıklarını ısı depolayan, ısı transferini iyileştiren ve nemi yöneten biyokömür bazlı bir membrana dönüştürdü. Kısmen gıda atıklarından üretilen yeni bir membran, binaların ısıyı depolamasına, daha verimli bir şekilde hareket ettirmesine ve aynı zamanda nemi yönetmesine yardımcı olabilir. Araştırmacılar, gıda atıklarından elde edilen biyokömür, grafen ve bir faz değişim malzemesini, termal yönetim ve enerji geri kazanımlı havalandırma için tasarlanmış bir kağıt membrana entegre ettiler.
Gıda atıkları membran için kullanılarak çevreci bir yaklaşım sergiliyor
Bu malzeme, eridiklerinde ısıyı emen ve katılaştıklarında serbest bırakan faz değişim malzemeleriyle ilgili yaygın bir sorunu ele alıyor. Termal enerjiyi depolamak için faydalı olsalar da, bu tür malzemelerin birçoğu düşük termal iletkenliğe sahiptir ve sıvı hale geldiklerinde sızıntı yapabilirler.
Araştırmacılar, karışık gıda atıklarını 752°F’de karbonlaştırarak ve ardından 1112°F ile 1472°F arasındaki sıcaklıklarda potasyum hidroksit ile aktive ederek biyokömür ürettiler. Grafen eklediler ve ortaya çıkan gözenekli yapıyı, ısıyı depolamak ve serbest bırakmak için kullanılan bir faz değişim malzemesi olan dokosan ile emprenye ettiler.
1292°F’de aktive edilen versiyon özellikle iyi performans gösterdi. Gram başına 323,1 metrekarelik bir yüzey alanı geliştirdi ve gözenek yapısının %82,8’ini mezogözenekler oluşturdu. Gözenekler, faz değişim malzemesi için alan sağlarken aynı zamanda onu yerinde tutmaya yardımcı oldu.
Grafen ayrıca kompozitin termal performansını da iyileştirdi. Grafenle tasarlanmış sistemler, saf mühendislik ürünü biyokömür kullanılarak yapılan kompozitlere kıyasla gizli ısı depolamasını %72’ye kadar artırdı.
Optimize edilmiş FK7G/C22 kompoziti, 116,1°F’de 93,1 J/g’lık bir faz değişim entalpisine ulaştı. Ayrıca 1000 ısıtma ve soğutma döngüsünden sonra entalpisinin %90,2’sine kadarını koruyarak malzemenin tekrarlanan termal depolama ve salınıma dayanabileceğini gösterdi.
