Peran Campuran Minyak Nabati Dalam Air Sebagai Phase Change Materials (Pcm) Temperatur Rendah

Teknologi thermal energy storage (TES) menggunakan latent heat thermal energy storage system (LHTESS) dalam beberapa tahun terakhir telah menjadi topik yang sangat penting dalam banyak aplikasi teknik dan telah menjadi subyek dari banyak kegiatan penelitian. Teknologi ini tidak hanya meningkatkan kinerja dan keandalan sistem energi tetapi berguna untuk meningkatkan efisiensi dan penghematan energi serta mengurangi ketidaksesuaian antara persedian dan permintaan energi. Phase chnage materials (PCM) menyerap energi sebagai bahan perubahan fase terjadi selama proses pemanasan dan kemudian dapat melepaskan energi ini selama pendinginan. Kriteria utama pemilihan jenis material PCM yang akan digunakan sebagai TES harus memiliki titik leleh/beku di kisaran aplikasi praktis, memiliki panas laten peleburan dan konduktivitas termal yang tinggi. Selain itu, PCM harus memiliki sifat termofisik, kinetik, kimia dan sifat ekonomi yang diinginkan. Berbagai jenis bahan PCM anorganik dan organik dan campuran telah diteliti untuk aplikasi latent heat thermal energy storage (LHTES). Di antara semua bahan untuk aplikasi suhu rendah, PCM organik memiliki keuntungan dari menjaga sifat yang stabil untuk berapa kali proses meleleh atau membeku. Minyak nabati adalah PCM organik yang memiliki karakteristik unggul (superior properties). Minyak nabati mengandung berbagai jenis asam lemak. Kelebihannya minyak nabati tersedia secara kontinyu dan berlabel bio. Sejauh ini, PCM paling terkenal adalah air. Air memiliki titik beku 0 oC. Air memiliki sifat termal yang sangat baik, namun air memiliki derajat supercooling yang besar. Derajat supercooling air yang besar sebagai PCM dapat mengurangi efisiensi pendinginan dan berpengaruh besar pada kinerja sistem. Minyak nabati (ester minyak jagung dan ester minyak kedelai komersial) dipilih sebagai agen nukleasi untuk menurunkan titik beku air dibawah 0 oC karena mempunyai titik leleh dibawah 0 oC. Air merupakan komponen utama dari campuran PCM yang akan dikembangkan dengan variasi komposisi kecil dari zat terlarut (minyak nabati). Penambahan minyak nabati (zat terlarut) ke dalam air (pelarut) menyebabkan ion-ion yang dihasilkannya turut menyumbang kuatnya gaya intermolekuler antar partikel pelarut dan zat terlarut. Kuatnya gaya tarik antar partikel pelarut dan zat terlarut akan membebaskan kalor lebih banyak untuk mencapai titik beku sehingga titik beku larutan menjadi turun. Begitu juga dengan penambahan agen nukleasi kedalam larutan dapat memicu pembentukan kristal es lebih cepat dibawah titik beku larutan. Hasil uji differential scanning calorimetry (DSC) dan metode T-history menunjukkan bahwa titik leleh/beku calon PCM yang dikembangkan lebih rendah daripada air. Meningkatkan konsentrasi larutan minyak nabati dalam air dapat menurunkan titik leleh/beku, meminimalkan/meniadakan supercooling. Sifat ini membuat mereka menjadi bahan PCM potensial dengan panas laten besar dan suhu perubahan fasa yang sesuai aplikasi LHTES suhu rendah