MZ
Meijie Zhang
Author with expertise in Thermal Energy Storage with Phase Change Materials
Achievements
This user has not unlocked any achievements yet.
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
4
(25% Open Access)
Cited by:
1
h-index:
16
/
i10-index:
23
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Processing and properties of Al–Si microcapsules with a biomimetic-corrugated structure and corundum-mullite composite shell

Jixiang Zhang et al.Jul 1, 2024
The encapsulation of metal-based phase change materials using ceramics can realize safe and effective storage of high-temperature thermal energy. However, the use of a low toughness ceramic shell around the microcapsules cannot ensure the provision of a high latent heat and thermal cyclic stability. Here, we provide a new and effective design strategy for preparing biomimetic Al–Si microcapsules that are based on a sea-shell corrugated structure and a nano-scale corundum-mullite composite shell. The latent heat of the microcapsules was over 400 J/g, much greater than other metal-based microcapsules reported to date. The unique biomimetic-corrugated structure microcapsules obtained by a heat treatment at 1000 °C exhibited excellent thermal stability, achieving near zero heat loss after 5000 thermal cycles, whose latent heat of absorption and release reached up to 448.3 J/g and 451.8 J/g respectively. Furthermore, the microcapsules possessed a giant heat storage density of 945.8 J/g within 300–700 °C, and the performance figure of merit was 6384.2 × 106 J2·K–1·s–1·m–4, approximately 15 times higher than that of commercial solar salt. This new approach provides a pathway the practical application of Al–Si alloys as thermal storage materials for renewable energy applications.
0
Paper
Citation1
0
Save
0

Encapsulation of alkali metal catalysts through in-situ formation of calcium carbonate shells for transportation by water

Tingting Dong et al.Aug 1, 2024
Alkali metal catalysts show great application potential in the gasification process of coal attributed to their characteristics of high activity and reusability. However, this type of catalysts has strong water absorption, which causes the agglomerating during storage and limits pipeline transportation by water. In order to solve the hydration of alkali metal catalysts and to release them at the target temperatures, they were encapsulated by cost effective and environment friend inorganic materials. The capsules were fabricated through in situ formation of calcium carbonate as shell. The water resistance, water erosion resistance and shell rupture temperature of the capsules were tested. And the effect of temperature on the properties of capsules was studied. The microstructure and composition were characterized by SEM and XRD. The results showed that the best performance of the capsules was obtained after heat treatment at 600 °C, with the pH of catalyst solution was reduced from 13.65 to 10.89 before and after encapsulation. The percentage of capsule breakage after 2 h of water scouring was 8.46 %. And the catalysts were fully released between 700–750 °C due to the crack of shell. The shell was composed mainly of CaCO3-AlPO4-Al4(P2O7)3. The shell was porous in the middle, gradually denser outwards, and eventually formed a dense layer in the outer layer. This was attributed to the volume expansion caused by the reaction of calcium oxide and calcium hydroxide to form calcium carbonate. This study provides a novel approach for the transportation of alkali metal catalyst and expands its application in coal gasification.