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기술의 지속적인 발전으로 새로운 소재의 연구 개발 및 응용이 산업 발전을 이끄는 중요한 힘이 되고 있습니다. 최근에는 알루미늄 분말 기반 상변화 물질(PCM) 엘의약용 트윈 스크류 압출기 GTE35, 사용자 정의 그라누웰 기계 ~을 위해 해외 고객, 납품 전 시운전을 성공적으로 완료했습니다. 이는 과학 연구 및 생산 분야에서 이 혁신적인 장비의 임박한 배치를 나타내며 상변화 재료 기술의 개발을 지원합니다.
그라누웰 GTE35 엘의약용 트윈 스크류 압출기
GTE35 실험실용 이중 스크류 압출기는 독특한 분할 구조 실린더 디자인을 채택하여 다음과 같은 몇 가지 중요한 장점을 제공합니다.
1) .빠른 세척:이 설계는 실린더를 빠르게 열어 재료 잔여물을 철저히 세척할 수 있게 해줍니다. 이 기능은 사용자가 다양한 재료 사이를 전환하는 것을 크게 용이하게 하여 기계 실린더를 세척하는 데 필요한 시간을 줄여줍니다. 기존의 통합 실린더 설계는 종종 분해 및 세척에 상당한 시간과 노력이 필요한 반면, 분할 구조 실린더는 이 문제를 효과적으로 해결하여 실험 효율성을 향상시킵니다.
2) 온라인 조사:분할 구조 실린더는 사용자가 재료의 용융 상태를 온라인으로 연구할 수 있게 해줍니다. 가공 중에 재료의 실시간 변화를 관찰하고 기록함으로써 연구자들은 보다 신뢰할 수 있는 데이터 지원을 얻을 수 있으며, 이는 재료 과학 분야에 중요합니다.
3) 예외 처리:실험 과정에서 나사 끼임과 같은 비정상적인 상황이 가끔 발생합니다. 분할 구조 실린더의 설계는 이러한 경우 내부에 빠르게 접근할 수 있게 하여 캐비티 내부의 용융된 재료를 세척하는 것을 용이하게 합니다. 이를 통해 기존 통합 실린더를 분해하는 데 필요한 많은 노동력을 피하고 장비 가동 중단 시간을 줄여 실험의 연속성과 안정성을 향상시킵니다.
4) 온도 조절: GTE35 실험실용 이중 스크류 압출기에는 실험 중에 균일하고 안정적인 온도 분포를 보장하는 고급 온도 제어 시스템도 장착되어 있습니다. 이는 정밀한 온도 제어가 필요한 실험에 특히 중요하며 실험 결과의 정확성과 반복성에 기여합니다.
Granuwel 분할 구조 실린더
2. 상변화 물질의 분류
상변화물질(PCM)은 화학적 조성과 물리적 특성에 따라 유기 PCM, 무기 PCM, 생물 기반 PCM의 세 가지 주요 범주로 분류할 수 있습니다.
- 유기상변화물질은 주로 다음을 포함합니다.1. 유기상변화물질은 주로 파라핀 왁스, 지방산 및 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리락트산(PLA)을 포함한 산 및 에스테르를 포함합니다. 석유에서 추출한 파라핀 왁스는 화학적 특성이 안정적이고 상변화 잠열이 높아 태양열 온수기, 건물 단열재, 전자 장비 냉각에 널리 사용됩니다. 지방산 및 에스테르는 일반적으로 동물성 및 식물성 오일에서 유래하며 생분해성과 열 안정성이 우수하여 섬유 및 식품 포장의 온도 조절에 적합합니다. 폴리에틸렌 글리콜(PEG)은 무독성, 무취 합성 폴리머 소재로 상변화 온도를 조절할 수 있으며 의료용품, 화장품, 개인 관리 제품에 널리 사용됩니다. 폴리비닐피롤리돈(PVP)과 폴리락트산(PLA)은 각각 우수한 용해성, 생체적합성 및 생분해성을 지니고 있어 약물 전달 시스템 및 생물의학 공학, 포장재 및 3D 프린팅에서 역할을 합니다.
- 수화된 염(예: 황산나트륨 10수화물 및 염화칼슘 6수화물)을 포함한 무기 상변화 물질. 이러한 물질은 용융 중에 많은 양의 열을 흡수하며 주로 콜드체인 물류의 수동 태양열 난방 시스템 및 냉장 상자에 사용됩니다. 알루미늄 및 아연과 같은 금속도 상변화 특성을 가지고 있으며 고성능 열전도 매체로 사용할 수 있습니다. 또한 갈륨-인듐-주석(GaInSn) 합금과 같은 금속 합금은 전자 장치 냉각 및 항공우주 분야에서 중요한 응용 분야가 있습니다. 흑연과 알칼리 금속 또는 기타 원소로 구성된 흑연 삽입 화합물은 우수한 전기 및 열 전도성을 가지고 있어 배터리 기술 및 열 관리 시스템에 사용하기에 적합합니다.
- 생물 기반 상변화 물질은 주로 식물성 오일, 셀룰로스 유도체, 키토산, 리그닌, 단백질 기반 물질, 조류 추출물 및 미생물 발효 제품으로 구성됩니다. 이러한 물질은 농업 부산물, 식물 섬유, 갑각류 껍질, 목재 가공 부산물 및 동물 또는 식물 공급원에서 추출되며 지속 가능한 자원을 나타냅니다. 식품 보존, 농업 온실의 온도 제어, 수처리 및 생물 의학 분야에서 사용할 수 있습니다.
알루미늄 분말 기반 상변화 물질(PCM)
3. 상변화물질(Pcm)의 응용 전망
새로운 에너지 저장
- 태양열 에너지 저장: 상변화 재료는 낮 동안 과도한 태양열을 흡수하고 저장하고 밤이나 최대 수요 시에 방출하여 안정적인 열 에너지 공급을 제공할 수 있습니다. 이 응용 프로그램은 태양 에너지 활용 효율성을 개선할 뿐만 아니라 기존 에너지원에 대한 의존도를 줄입니다.
- 지열 에너지 시스템: 지열 발전 및 난방 시스템에서 상변화 물질은 공급과 수요의 차이를 균형 잡는 일시적인 열 저장 매체 역할을 하여 시스템 운영 효율성과 경제적 실행 가능성을 향상시킬 수 있습니다.
- 풍력 에너지 변환:풍력 발전의 경우 풍속 변동은 불안정한 전기 출력으로 이어질 수 있습니다. 상변화 재료를 사용하여 에너지를 저장하면 풍속이 낮은 기간 동안 에너지를 저장하고 풍속이 높은 기간 동안 방출하여 풍력을 보다 안정적이고 신뢰할 수 있게 만들 수 있습니다.
- 해양 에너지 활용:해양 열에너지 변환 기술에서 상변화 물질을 사용하면 해수에서 열을 흡수하고 필요 시 방출하여 시스템의 열 효율을 높일 수 있으며, 이는 해양 에너지 개발에 새로운 가능성을 제공합니다.
배터리 열 관리
- 전기 자동차 배터리 팩: 전기 자동차가 더 널리 보급됨에 따라 배터리 팩의 열 관리가 점점 더 중요해지고 있습니다. 상변화 물질은 배터리 작동 중에 발생하는 열을 효과적으로 흡수하여 성능 저하 또는 안전 사고로 이어질 수 있는 과열을 방지할 수 있습니다.
- 모바일 전자 장치:스마트폰, 태블릿 및 기타 휴대용 전자 기기는 장시간 사용 시 상당한 열을 발생시킵니다. 상변화 재료를 적용하면 이러한 기기가 열을 더 효과적으로 발산하여 수명을 연장하고 사용자 경험을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다.
- 데이터 센터 냉각:데이터 센터의 서버 및 기타 전자 장치는 작동 중에 상당한 열을 발생시킵니다. 열 관리를 위해 상변화 재료를 사용하면 에너지 소비를 크게 줄이고, 에어컨 필요성을 줄이며, 장비를 최적의 작동 온도로 유지할 수 있습니다.
- 군사 장비 보호: 일부 군용 장비는 극한 환경에서 작동할 때 고온에 직면할 수 있습니다. 상변화 재료를 통합하면 이러한 장치에 대한 추가 보호 층을 제공하여 혹독한 조건에서도 정상적인 작동을 보장할 수 있습니다.
건물 및 의료 분야의 온도 조절
- 스마트 빌딩:사물 인터넷 기술과 통합된 Phase Change Materials는 실내 온도를 자동으로 조절할 수 있습니다. 예를 들어, 실외 온도가 상승하면 재료가 열을 흡수하여 녹고, 실외 온도가 떨어지면 응고되어 열을 방출하여 편안한 실내 환경을 유지합니다.
- 병원 수술실:수술 중 온도 요구 사항은 매우 엄격합니다. 상변화 재료는 수술실의 온도 변동을 제어하는 데 사용할 수 있어 수술 절차의 안전과 편안함을 보장합니다.
- 콜드체인 물류: 의약품 운송에는 엄격한 온도 관리가 필요합니다. Phase Change Materials를 사용하여 열 절연 상자를 제조하여 의약품이 전체 운송 과정에서 적절한 온도 범위 내에 유지되도록 할 수 있습니다.
섬유 산업
- 야외 스포츠 장비: 야외 스포츠 애호가를 위해 개발된 의류는 상변화 소재로 만들어졌으며, 외부 온도 변화에 따라 내부 온도를 자동으로 조절하여 착용자가 항상 편안함을 유지할 수 있습니다.
- 특수 직업용 유니폼: 소방관 및 우주 비행사와 같은 특수 직업을 위한 작업복은 극한 온도 조건에서의 과제를 해결하기 위해 상변화 재료를 통합할 수도 있습니다. 이러한 재료는 중요한 순간에 필요한 보호를 제공하여 근로자의 안전을 보장합니다.
4. 과제 및 미래 연구 방향
상변화 재료의 상당한 응용 잠재력에도 불구하고, 낮은 열전도도, 누출 문제, 높은 비용과 같은 몇 가지 과제가 여전히 있습니다. 향후 연구는 재료의 열전도도 개선, 생산 비용 절감, 새로운 유형의 상변화 재료 개발에 집중할 것입니다. 생물에서 영감을 받은 전략과 나노기술 개발은 이러한 문제를 해결하는 새로운 접근 방식을 제공할 것입니다.
5. Granuwel Machinery의 Gte35 실험실 트윈 스크류 압출기의 중요성
Granuwel Machinery의 GTE35 실험실용 이중 스크류 압출기 출시는 고객에게 효율적인 실험 도구를 제공할 뿐만 아니라 전체 상변화 재료 분야의 개발에 새로운 활력을 불어넣습니다. 기술이 계속 개선되고 응용 분야가 심화됨에 따라 상변화 재료가 미래 에너지 및 환경 분야에서 더 중요한 역할을 할 것이라고 믿을 만한 이유가 있습니다.