Реєстраційний номер
0826U002126, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
14-08-2026
Статус
Захищена
Назва роботи
Експериментальне та розрахункове дослідження впливу домішок наноструктур на теплофізичні властивості органічних термоакумулювальних матеріалів з фазовим переходом
Здобувач
Квасницький Богдан Андрійович,
Керівник Желєзний Віталій Петрович
Опонент Кравець Володимир Юрійович
Опонент Антипов Євген Олексійович
Рецензент Бошкова Ірина Леонідівна
Рецензент Волгушева Наталя Вікторівна
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Одеський національний технологічний університет
Опис
Дисертаційну роботу присвячено вирішенню актуального науково-прикладного завдання – підвищенню еколого-енергетичної ефективності систем акумулювання теплової енергії шляхом розробки наукових засад створення нового покоління наногібрдних термоакумулювальних матеріалів (НГТАМ) з фазовим переходом. В умовах глобального зростання енергоспоживання та необхідності скорочення емісії парникових газів використання термоакумулювальних матеріалів (ТАМ) відіграє ключову роль у декарбонізації енергетики. Серед широкого спектра ТАМ найбільш перспективними для низько- та середньотемпературних геліосистем є органічні матеріали (технічні парафіни та вищі алкани, зокрема н-ейкозан), які відзначаються високою густиною накопичення теплової енергії за рахунок прихованої теплоти плавлення, хімічною стабільністю та відсутністю корозійного впливу.
Водночас їхнє широке практичне впровадження лімітується низкою фундаментальних недоліків, насамперед критично низькою теплопровідністю, ризиком витоку рідкої фази та деградацією властивостей при циклічних навантаженнях. Подолання цих обмежень здійснюється шляхом модифікації їхньої структури нанорозмірними домішками, що дозволяє цілеспрямовано керувати кінетикою фазових переходів та теплопередачею.
Незважаючи на значний обсяг виконаних робіт, питання комплексного експериментального вивчення теплофізичних та оптичних властивостей органічних ТАМ, модифікованих наноструктурними домішками, зокрема при розмитих фазових переходах, залишаються недостатньо вивченими. Автор спирається на наукові праці провідних вчених, зокрема Landau, Ginzburg, Frenkel, які внесли значний внесок у розвиток фізики фазових переходів та теплофізики конденсованих середовищ. У галузі наноструктурованих вуглецевих матеріалів важливу роль відіграли роботи Harold Croto, Robert Curl та Richard Smoll, які відкрили фулерени, включаючи фулерен C60.
Вперше отримано масиви експериментальних даних теплофізичних властивостей (ефективної теплоємності, теплопровідності, температуропровідності та ентальпій) гібридних композитів (н-ейкозан/фулерен та парафін/терморозширений графіт/наночасток CuO) безпосередньо в межах розмитих фазових переходів; встановлено та доведено, що критичний вплив адсорбованої вологи є головною причиною системних помилок та появи псевдоаномалій; розроблено нову багатоетапну технологію синтезу НГТАМ; сформульовано трифазну модель розмитого фазового переходу для наногібридних термоакумулювальних матеріалів.
Практичне значення отриманих результатів полягає у можливості цілеспрямованого проєктування наногібрдних термоакумулювальних матеріалів із підвищеною ентальпією фазових переходів, теплопровідністю та покращеними оптичними характеристиками для застосування в системах акумулювання теплової енергії, сонячних теплових колекторах, будівельних огороджувальних конструкціях та пристроях термостабілізації.
Основні результати:
1. Вперше отримано комплексні масиви експериментальних даних про зміну ефективної теплоємності, теплопровідності, температуропровідності та різниці ентальпій фазового переходу НГТАМ. безпосередньо всередині інтервалу розмитих фазових переходів.
2. Наведено доказ критичного впливу вологи, сорбованої у пористому просторі наноструктур на результати калориметричних досліджень.
3. Застосовано методику комплексного дослідження ефективних значень теплоємності, температуропровідності та теплопровідності
4. Розроблено нову багатоетапну технологію синтезу наногібридних термоакумулювильних матеріалів, що базується на комбінації глибокої термічної деаерації та вакуумної імпрегнації..
5. Вперше сформульовано трифазну модель розмитого фазового переходу для НГТАМ.
Дата реєстрації
2026-06-02
Додано/оновлено в НРАТ
2026-06-02 / 2026-08-14
