Aurrekariak

Modulu baten hedapen termikoak fase hauek bizi ditu: zelulen gehiegikeria termikoaren ondoren bero metaketa, zelulen ihes termikoa eta, ondoren, moduluaren ihes termikoa. Zelula bakar baten ihes termikoak ez du eraginik; hala ere, beroa beste zeluletara zabaltzen denean, hedapenak domino efektua eragingo du, modulu osoaren ihes termikoa eraginez, energia masiboa askatuz. 1. irudiaerakutsis ihes termikoaren probaren emaitza. Modulua sutan dago hedapen jasanezina dela eta.

Zelula baten barneko bero-eroankortasuna desberdina izango da norabide ezberdinen arabera. Bero eroankortasun koefizientea handiagoa izango da norabideanparaleloazelula baten roll-nukleoarekin; roll-nukleoarekiko bertikala den norabideak, berriz, eroankortasun txikiagoa du. Beraz, zelulen arteko alde batetik bestera hedapen termikoa azkarragoa da fitxen bidez zeluletara baino. Beraz, hedapena dimentsio bakarreko hedapen gisa ikus daiteke. Baterien moduluak energia-dentsitate handiagoa izateko diseinatuta daudenez, zelulen arteko espazioa gero eta txikiagoa da, eta horrek hedapen termikoa okerrera egingo du. Hori dela eta, moduluan beroaren hedapena kentzea edo blokeatzea hartuko da kontuanefektuaarriskuak murrizteko modua. 

Modulu batean ihes termikoa kentzeko modua

Ihesaldi termikoa modu aktiboan edo pasiboan muga dezakegu.

Errepresioa aktiboa

Hedapen termikoaren kenketa aktiboa kudeaketa termikoaren sisteman oinarritzen da gehienbat, hala nola:

1) Jarri hozte-hodiak modulu baten behealdean edo barruko aldean, eta bete hozte-likidoz. Hozte likidoaren isurketak hedapena modu eraginkorrean murrizten du.

2) Modulu baten gainean sua itzaltzeko hodiak ezarri. Ihesaldi termikoa dagoenean, bateriatik askatzen den tenperatura altuko gasak hodiak piztuko ditu itzaltzailea botatzeko hedapena kentzeko.

Hala ere, kudeaketa termikoak osagai gehigarriak behar ditu, kostu handiagoa eta energia dentsitate txikiagoa dakar. Kudeaketa sistemak indarrean ez edukitzeko aukera ere badago.

Ezabaketa pasiboa

Ezabaketa pasiboak material adiabatikoko zelula termikoen eta zelula normalen arteko hedapena blokeatzen du.

Normalean materialak honako hauek izan behar ditu:

1. Eroankortasun termiko baxua. Hau beroaren hedapenaren abiadura jaisteko da.
2. Tenperatura handiko erresistentzia. Materiala ez da tenperatura altuetan konpondu behar eta erresistentzia termikoaren gaitasuna galdu behar du.
3. Dentsitate baxua. Hau da, bolumen-energia tasaren eta masa-energia tasaren eragina jaistea.

Material idealak, bitartean, beroa hedatzea blokeatu dezake, baita beroa xurgatu ere.

Materialaren analisia

• Airegela

Airgel "bero-isolamendu material arinena" izendatzen da. Ondo egiten da isolamendu termikoan eta pisatzen du argia. Baterien moduluan oso erabilia da hedapen termikoaren babeserako. Mota askotako aerogelak daude, hala nola silizio dioxidoa, aerogela, beira-zuntzezko aerogela eta aurrez oxidatutako zuntza. Material ezberdinen aerogelen bero isolamendu geruzak eragin desberdinak ditu ihes termikoetan. Hau da, eroankortasun termikoaren koefizientearen barietatea, hau da, bere mikroegiturarekin oso lotuta dagoena. 2. irudiak SEM material ezberdinen itxura erakusten du erre aurretik eta ondoren.

Ikerketek erakusten dute zuntz bero-isolamendua prezioa baxuagoa den arren, beroaren hedapena blokeatzeko errendimendua aerogel materiala baino okerragoa dela. Aerogel materialen mota desberdinen artean, aurrez oxidatutako zuntzezko aerogelak funtzionatzen du onena, erre ondoren egitura mantentzen baitu. Zeramikazko zuntz aerogelak ondo funtzionatzen du isolamendu termikoan.

• Fase-aldaketako materiala

Fase-aldaketako materiala ere oso erabilia da hedapen termikoa kentzeko, beroa metatzen duelako. Argizaria PCM arrunta da, fase-aldaketa tenperatura egonkorra duena. Termikoetanihes eginda, beroa masiboki askatzen da. Beraz, PCM altua izan behar duerrendimenduaberoa xurgatzeko. Hala ere, argizaria bero-eroankortasun baxua du, eta horrek beroa xurgatzen du. Bere errendimendua sustatzeko, ikertzaileek argizaria beste material batzuekin konbinatzen saiatzen dira, adibidez, metal partikulak gehitzea, metalezko aparra erabiltzen PCM kargatzeko, gehitugrafitoa, karbono nano hodi edo grafito hedatua, etab. Grafito hedatuak ihes termikoek eragindako sugarrari eutsi diezaioke ere.

Polimero hidrofiloa pista termikoa murrizteko PCM moduko bat ere bada. Polimero hidrofiliko ohiko materialak hauek dira: silizio koloidal dioxidoa, kaltzio kloruro disoluzio saturatua,Tetraetil fosfatoa, tetrafenil hidrogeno fosfatoa, sodio poliakrilatoa, etab.

•  Material hibridoa

Ihesaldi termikoa ezin da murriztu aerogeletan soilik oinarritzen bagara. Arrakastatsua izatekoisolatuberoa, aerogela PCMrekin konbinatu behar dugu.

Material hibridoaz gain, geruza anitzeko materiala ere eraiki dezakegu, norabide ezberdinetan eroankortasun termikoko koefiziente ezberdinak dituena. Eroankortasun termiko handiko materiala erabil dezakegu beroa modulutik ateratzeko eta zelulen artean bero-isolamendu materiala jarri hedapen termikoa mugatzeko.

Ondorioa

Ihes-hedapen termikoa kontrolatzea gai korapilatsua da. Fabrikatzaile batzuek konponbide batzuk egin zituzten bero-hedapena kentzeko, baina oraindik zerbait berria bilatzen ari dira, kostua eta energia-dentsitatean eragina murrizteko. Oraindik azken ikerketetan zentratzen ari gara. Ez dago“super materiala” ihes termikoa erabat blokeatu dezakeena. Esperimentu asko behar ditu irtenbide onenak lortzeko.