Cellulose Nanofibrils Endow Phase-Change Polyethylene Glycol with Form Control and Solid-to-gel Transition for Thermal Energy Storage
Notice bibliographique
Résumé
Green energy-storage materials enable the sustainable use of renewable energy and waste heat. As such, a form-stable phase-change nanohybrid (PCN) is demonstrated to solve the fluidity and leakage issues typical of phase-change materials (PCMs). Here, we introduce the advantage of solid-to-gel transition to overcome the drawbacks of typical solid-to-liquid counterparts in applications related to thermal energy storage and regulation. Polyethylene glycol (PEG) is form-stabilized with cellulose nanofibrils (CNFs) through surface interactions. The cellulosic nanofibrillar matrix is shown to act as an organogelator of highly loaded PEG melt (85 wt %) while ensuring the absence of leakage. CNFs also preserve the physical structure of the PCM and facilitate handling above its fusion temperature. The porous CNF scaffold, its crystalline structure, and the ability to hold PEG in the PCN are characterized by optical and scanning electron imaging, infrared spectroscopy, and X-ray diffraction. By the selection of the PEG molecular mass, the lightweight PCN provides a tailorable fusion temperature in the range between 18 and 65 °C for a latent heat storage of up to 146 J/g. The proposed PCN shows remarkable repeatability in latent heat storage after 100 heating/cooling cycles as assessed by differential scanning calorimetry. The thermal regulation and light-to-heat conversion of the PCN are confirmed via infrared thermal imaging under simulated sunlight and in a thermal chamber, outperforming those of a reference, commercial insulation material. Our PCN is easily processed as a structurally stable design, including three-dimensional, two-dimensional (films), and one-dimensional (filaments) materials; they are, respectively, synthesized by direct ink writing, casting/molding, and wet spinning. We demonstrate the prospects of the lightweight, green nanohybrid for smart-energy buildings and waste heat-generating electronics for thermal energy storage and management.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».