Materiais compósitos de mudança de fase suportados por nanotubos de carbono/grafite altamente orientados com alta condutividade térmica e desempenho de conversão fototérmica

Os materiais de mudança de fase têm perspectivas de aplicação significativas no armazenamento e gerenciamento de energia térmica. No entanto, desafios como baixa condutividade térmica, vazamento de líquidos e rigidez sólida têm dificultado suas aplicações práticas. Neste estudo, uma estratégia de encapsulamento duplo foi adotada, utilizando uma estrutura de grafite altamente orientada (HOGF) como estrutura grande e um aerogel de poliimida/nanotubo de carbono (PI/CNT) como estrutura pequena para construir um esqueleto de carbono orientado com alta condutividade térmica. Posteriormente, foi impregnado com n-octadecano (OD) e materiais compósitos de mudança de fase (OHPC-x) com alta condutividade térmica bidirecional, armazenamento de calor e alto desempenho fototérmico foram preparados com sucesso. O aumento do OD confere ao OHPC excelente capacidade de armazenamento de calor, e o valor de entalpia do OHPC-2 pode chegar a 164,46 J g⁻¹. Além disso, a estrutura lamelar do HOGF fornece canais de transmissão de fônons, dotando o composto OHPC com uma condutividade térmica no plano relativamente alta (5,8913 W m⁻¹ K⁻¹). Os CNTs, como enchimentos termicamente condutores e coletores de luz, podem não apenas expandir a área de transferência de calor, mas também reduzir a resistência térmica. Sua adição permitiu que o OHPC alcançasse uma condutividade térmica axial aprimorada (2,2934 W m⁻¹ K⁻¹) e uma alta taxa de conversão fototérmica (86,9%). O materials compósito desenvolvido alcançou uma combinação perfeita de múltiplas funções e possui grande potencial de aplicação na utilização eficiente de energia photo voltaic, gerenciamento térmico de edifícios e proteção de equipamentos eletrônicos.