علوم المواد: تخزين الطاقة التآزرية للطبيعة والتكنولوجيا
الميزة الأساسية لـ PCM-المضمنةحصاةالطوب ينبع من صياغة المواد الدقيقة. يختار الفريق الفني الحصى الطبيعية (قطرها 5-10 ملم) مع مسامية تتراوح بين 35%-45% كمادة أساسية، ويحقن حمض البالمتيك (مادة PCM نباتية) في مسامها الداخلية عن طريق التروية الفراغية. يتم التحكم بدقة في درجة حرارة تغير طور حمض البالمتيك عند 28 درجة - الحد الأعلى لدرجة الحرارة الداخلية المريحة في صيف جنوب الصين. عندما تتجاوز درجة الحرارة المحيطة 28 درجة، يذوب حمض البالمتيك من الحالة الصلبة إلى السائل، ويمتص الحرارة ويخزنها؛ عندما تنخفض درجة الحرارة إلى أقل من 28 درجة، فإنها تتصلب مرة أخرى إلى الحالة الصلبة، وتطلق الحرارة لتشكل "مخزنًا مؤقتًا لدرجة الحرارة" طبيعيًا.
أظهرت الاختبارات أن هذا الطوب المركب يحقق كثافة تخزين حرارية تبلغ 210 كيلو جول/كجم، أي 6-8 أضعاف الطوب الخرساني العادي (الذي يخزن حوالي 30 كيلو جول/كجم). والأهم من ذلك، أن التركيبة المعدنية الطبيعية للحصى متوافقة بشكل كبير مع حمض البالمتيك - بعد 5000 دورة تغيير طور، يتراجع أداء التخزين الحراري بنسبة 3% فقط، وهو أقل بكثير من معيار الصناعة البالغ 10%، مما يضمن عمر خدمة مستقر لأكثر من 20 عامًا.
البيانات الميدانية: ثورة الطاقة في البيت السلبي في شنغهاي
يؤكد التطبيق في مشروع عرض المنزل السلبي في شنغهاي على الفعالية العملية للطوب. يغطي المشروع مساحة 1,200 متر مربع، ويستخدم الطوب المرصوف بالحصى PCM-للجدران والأرضيات الخارجية، بدون نظام تكييف هواء تقليدي-يعتمد فقط على التهوية الطبيعية والتحكم الحراري للطوب.
تظهر مراقبة الصيف: عندما تصل درجة الحرارة الخارجية إلى 35 درجة، تظل درجة الحرارة الداخلية مستقرة عند 26-28 درجة، أي أقل بمقدار 6-8 درجات من المباني التقليدية في نفس المنطقة (32-34 درجة داخلية)، مما يقلل بشكل مباشر من استهلاك طاقة تكييف الهواء بنسبة 78%. في فصل الشتاء، من خلال امتصاص الطاقة الشمسية وحرارة المعدات الداخلية، فإنه يحافظ على درجة الحرارة الداخلية عند 18-20 درجة، مما يقلل تكاليف التدفئة بنسبة 65% (تنخفض رسوم التدفئة الشهرية من ¥28/㎡ إلى ¥9.8/㎡). ومن الجدير بالذكر أن تقلبات درجة الحرارة الداخلية تبلغ ±2 درجة فقط، أي أقل بكثير من عتبات الإدراك البشري، مما يحسن الراحة بشكل كبير.
حاجز براءة الاختراع: تغليف كبسولة دقيقة لمنع التسرب-.
يتمثل التحدي الأكبر في تطبيقات PCM التقليدية في التسرب، والذي تحله قوالب الحصى المضمنة في PCM-من خلال تقنية تغليف الكبسولات الدقيقة المطورة بشكل مستقل (رقم براءة الاختراع CN202310156789.3). قبل نضح PCM، يتم تشكيل غشاء كبسولة سيليكون نانو بحجم 5-10 ميكرومتر على الجدران الداخلية للمسام الحصوية، والذي لا يعيق نقل الحرارة ولا يحبس PCM بشكل آمن بالداخل.
تظهر اختبارات التعمير المتسارع أنه بعد 1000 دورة حرارية (-10 درجة إلى 50 درجة)، يكون معدل تسرب المادة<0.1%, far below the 1% limit in EU standard EN 15820. This breakthrough allows the bricks to be used in humid environments (e.g., basements, bathrooms), expanding PCM application boundaries. Currently, this patent forms a technical barrier, holding 72% of the domestic phase change energy storage building materials market share.