نقش پلیمرها در توسعه مواد تغییر فاز برای ذخیره انرژی گرمایی

پیشگفتار نویسنده

انرژی چهارمین عنصر مهم برای انسان پس از هوا، آب و غذاست و نقش مهمی را در توسعه اقتصادی هر کشور ایفا می‌کند. موضوع انرژی و روش‌های ذخیره‌سازی آن، یکی از چالش‌های دنیای امروزی بوده، اما ایده ذخیره‌سازی انرژی از دیرباز در زندگی بشر وجود داشته است. ذخیره‌سازی انرژی به‌مفهوم ساده، یعنی حفظ و انبارش انرژی به‌منظور مصرف آن به هنگام نیاز در آینده است. شایان ذکر است، در اقتصاد کشورهای مختلف، انرژی اغلب به‌شکل گرما تولید و منتقل می‌شود. بنابراین، روش‌های ذخیره‌سازی انرژی گرمایی بسیار حائز اهمیت است. اما از میان روش‌های مختلف ذخیره‌سازی گرمایی، به‌کارگیری مواد تغییر فاز از کاراترین روش‌هاست.

در تعریفی ساده، مواد تغییر فاز به موادی گفته می‌شود که در نتیجه تغییر فاز، انرژی گرمایی در آن‌ها ذخیره شده و به هنگام نیاز آزاد می‌شود. مواد تغییر فاز بر اساس ماهیت شیمیایی به انواع آلی، غیرآلی، اوتکتیک و پلیمری (کامپوزیتی) دسته‌بندی می‌شوند. اگرچه در این میان، کاربرد پلیمرها به‌طور عمده به‌عنوان مواد تغییر فاز مورد غفلت قرار گرفته که ممکن است، بدلیل حساسیت این مواد نسبت به تخریب‌های گرمایی و گرمااکسایشی باشد. با وجود این، پلیمرها بسیاری از خواص اساسی را برای مواد تغییر فاز مانند دسترس‌پذیری تجاری و ایمنی محصول ارائه می‌دهند. افزون بر این، خواصی چون رسانندگی گرمایی و پایداری گرمایی پلیمرها را می‌توان براحتی با گنجاندن افزودنی‌ها درون پلیمر بهبود بخشید که از مشخصه‌های اصلی مواد تغییر فاز است.

با توجه به اهمیت به‌کارگیری مواد تغییر فاز در ذخیره‌سازی انرژی گرمایی، در این کتاب سعی شده است تا در چهار فصل به کلیاتی درباره مواد تغییر فاز اشاره شود. در فصل‌های اول و دوم، روش‌های ذخیره‌سازی انرژی، مواد تغییر فاز و انواع دسته‌بندی آن‌ها معرفی شده‌اند. در فصل سوم، روش‌های سنتز مواد تغییر فاز با تأکید بر نقش پلیمرها در توسعه این مواد بحث شده است. در سال‌های اخیر، استفاده از مواد تغییر فاز کارآمد برای انواع کاربردهای ذخیره‌سازی گرمایی در بخش‌های مختلف صنعتی از قبیل هوافضا، الکترونیک، ساختمان، پوشاک، خودرو، غذایی، دارویی، پزشکی و کشاورزی و در سامانه‌های الکتریکی، فتوولتایی و نیروگاه‌های خورشیدی افزایش یافته است. از این‌رو، فصل چهارم کتاب به برخی از مهم‌ترین کاربردهای مواد تغییر فاز اختصاص یافته است.

با توجه به رشد افزایشی جمعیت، پیشرفت‌های فناوری و بهبود کیفیت زندگی، مصرف انرژی نیز در حال افزایش است. بنابراین پیش‌بینی می‌شود، فناوری مواد تغییر فاز که از اوایل دهه ۱۹۸۰ راه زیادی را طی کرده است، با پیشرفتی تقریباً روزانه، روش غالب ذخیره انرژی گرمایی در آینده نزدیک باشد. از این‌رو امید است، کتاب حاضر در ارتقای سطح کیفی دانش خوانندگان درباره مواد تغییر فاز نقش اثرگذاری داشته باشد. بی‌شک، نظرها، پیشنهادها و انتقادهای فرهیختگان گرامی در رفع نقص‌های احتمالی و ارتقای این اثر راهگشا و ثمربخش خواهد بود. در پایان شایسته است، از انجمن علوم و مهندسی پلیمر ایران برای پذیرفتن داوری و چاپ این کتاب تشکر و قدردانی شود.

هاجر جمشیدی
تابستان ۱۴۰۱