Ciència dels materials: emmagatzematge sinèrgic d'energia de la natura i la tecnologia
L'avantatge principal del PCM-incrustatcòdolmaons prové de la formulació precisa del material. L'equip tècnic selecciona còdols naturals (5-10 mm de diàmetre) amb un 35%-45% de porositat com a material base i injecta àcid palmític (un PCM d'origen vegetal) als seus porus interns mitjançant perfusió al buit. La temperatura de canvi de fase de l'àcid palmític es controla amb precisió a 28 graus, el límit superior de la temperatura interior còmoda a l'estiu del sud de la Xina. Quan la temperatura ambient supera els 28 graus, l'àcid palmític es fon de sòlid a líquid, absorbint i emmagatzemant la calor; quan la temperatura baixa per sota dels 28 graus, torna a solidificar-se, alliberant calor per formar un "tampó de temperatura" natural.
Les proves mostren que aquest maó compost aconsegueix una densitat d'emmagatzematge tèrmic de 210 kJ/kg, 6-8 vegades la dels maons de formigó ordinaris (que emmagatzemen uns 30 kJ/kg). Més important encara, la composició mineral natural dels còdols és altament compatible amb l'àcid palmític: després de 5.000 cicles de canvi de fase, el rendiment de l'emmagatzematge tèrmic disminueix només un 3%, molt per sota de l'estàndard de la indústria del 10%, assegurant una vida útil estable de més de 20 anys.
Dades de camp: revolució energètica a la casa passiva de Xangai
L'aplicació en un projecte de demostració de casa passiva de Xangai confirma l'eficàcia pràctica del maó. Amb 1.200㎡, el projecte utilitza PCM-maons de còdols incrustats per a parets i terres exteriors, sense un sistema d'aire condicionat tradicional-que es basa únicament en la ventilació natural i el control tèrmic dels maons.
El seguiment d'estiu mostra: quan la temperatura exterior arriba als 35 graus, la temperatura interior es manté estable a 26-28 graus, 6-8 graus més baixa que els edificis tradicionals de la mateixa zona (32-34 graus interiors), reduint directament el consum d'energia de l'aire condicionat en un 78%. A l'hivern, en absorbir l'energia solar i la calor dels equips interiors, manté la temperatura interior entre 18 i 20 graus, reduint els costos de calefacció en un 65% (la tarifa de calefacció mensual baixa de 28 ¥/㎡ a 9,8 ¥/㎡). En particular, la fluctuació de la temperatura interior només és de ± 2 graus, molt per sota dels llindars de percepció humana, millorant significativament el confort.
Barrera de patents: encapsulació de microcàpsules per a l'anti-fuites
El repte més gran de les aplicacions PCM tradicionals són les fuites, que els maons de còdols incrustats en PCM{0}}resolven mitjançant la tecnologia d'encapsulació de microcàpsules desenvolupada de manera independent (patent núm. CN202310156789.3). Abans de la perfusió del PCM, es forma una membrana de càpsula de silicona a escala nanomètrica de 5-10 μm a les parets interiors dels porus de còdols, que no dificulta la transferència de calor ni tanca el PCM de manera segura a l'interior.
Les proves d'envelliment accelerat mostren que després de 1.000 cicles tèrmics (-10 graus a 50 graus), la taxa de fuites del material és<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.