ہمیں مرحلے میں تبدیلی کے مواد کی ضرورت کیوں ہے؟

فیز چینج میٹریلز (PCMs) بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں کیونکہ یہ توانائی کے انتظام، درجہ حرارت پر قابو پانے اور ماحولیاتی تحفظ میں منفرد اور موثر حل فراہم کرتے ہیں۔ذیل میں مرحلے میں تبدیلی کے مواد کے استعمال کی بنیادی وجوہات کی تفصیلی وضاحت ہے:

1. موثر توانائی کا ذخیرہ
فیز چینج مواد فیز تبدیلی کے عمل کے دوران تھرمل انرجی کی ایک بڑی مقدار کو جذب یا چھوڑ سکتا ہے۔یہ خصوصیت انہیں موثر تھرمل انرجی اسٹوریج میڈیا بناتی ہے۔مثال کے طور پر، جب دن کے وقت کافی شمسی تابکاری ہوتی ہے، تو مرحلے میں تبدیلی کا مواد تھرمل توانائی کو جذب اور ذخیرہ کر سکتا ہے۔رات کے وقت یا سرد موسم میں، یہ مواد ماحول کی گرمی کو برقرار رکھنے کے لیے ذخیرہ شدہ حرارت کی توانائی جاری کر سکتا ہے۔

2. مستحکم درجہ حرارت کنٹرول
فیز ٹرانزیشن پوائنٹ پر، فیز تبدیلی کا مواد تقریباً مستقل درجہ حرارت پر گرمی کو جذب یا چھوڑ سکتا ہے۔یہ PCMs کو ان ایپلی کیشنز کے لیے بہت موزوں بناتا ہے جن کے لیے درست درجہ حرارت کنٹرول کی ضرورت ہوتی ہے، جیسے کہ دواسازی کی نقل و حمل، الیکٹرانک آلات کا تھرمل انتظام، اور عمارتوں میں اندرونی درجہ حرارت کا ضابطہ۔ان ایپلی کیشنز میں، مرحلے میں تبدیلی کا مواد توانائی کی کھپت کو کم کرنے اور نظام کی مجموعی کارکردگی کو بہتر بنانے میں مدد کرتا ہے۔

3. توانائی کی کارکردگی کو بہتر بنائیں اور توانائی کی کھپت کو کم کریں۔
فن تعمیر کے میدان میں، عمارت کے ڈھانچے میں مرحلے میں تبدیلی کے مواد کو ضم کرنے سے توانائی کی کارکردگی کو نمایاں طور پر بہتر بنایا جا سکتا ہے۔یہ مواد دن کے دوران اضافی گرمی جذب کر سکتے ہیں، ایئر کنڈیشنگ پر بوجھ کو کم کر سکتے ہیں۔رات کے وقت، یہ گرمی جاری کرتا ہے اور حرارت کی طلب کو کم کرتا ہے۔یہ قدرتی تھرمل ریگولیشن فنکشن روایتی حرارتی اور کولنگ آلات پر انحصار کو کم کرتا ہے، اس طرح توانائی کی کھپت کو کم کرتا ہے۔

4. ماحول دوست
فیز چینج میٹریلز بنیادی طور پر نامیاتی مواد یا غیر نامیاتی نمکیات پر مشتمل ہوتے ہیں، جن میں سے زیادہ تر ماحول دوست اور ری سائیکل کے قابل ہوتے ہیں۔پی سی ایم کا استعمال گرین ہاؤس گیسوں کے اخراج اور جیواشم ایندھن کی کھپت کو کم کرنے، ماحولیاتی تحفظ اور پائیدار ترقی کے اہداف کو حاصل کرنے میں مدد دے سکتا ہے۔

5. مصنوعات کی کارکردگی اور آرام کو بہتر بنائیں
صارفین کی مصنوعات جیسے کپڑے، گدے، یا فرنیچر میں فیز چینج مواد کا استعمال اضافی سکون فراہم کر سکتا ہے۔مثال کے طور پر، لباس میں پی سی ایم کا استعمال جسم کے درجہ حرارت میں ہونے والی تبدیلیوں کے مطابق گرمی کو کنٹرول کر سکتا ہے، پہننے والے کے لیے آرام دہ درجہ حرارت کو برقرار رکھتا ہے۔اسے گدے میں استعمال کرنے سے رات کو نیند کا زیادہ مثالی درجہ حرارت مل سکتا ہے۔

6. لچک اور موافقت
مختلف درخواست کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے فیز چینج مواد کو مختلف اشکال اور سائز میں ڈیزائن کیا جا سکتا ہے۔انہیں ذرات، فلموں میں بنایا جا سکتا ہے، یا دیگر مواد جیسے کنکریٹ یا پلاسٹک میں ضم کیا جا سکتا ہے، جو استعمال کے لیے اعلیٰ درجے کی لچک اور موافقت فراہم کرتا ہے۔

7. معاشی فوائد کو بہتر بنائیں
اگرچہ مرحلے میں تبدیلی کے مواد میں ابتدائی سرمایہ کاری زیادہ ہو سکتی ہے، توانائی کی کارکردگی کو بہتر بنانے اور آپریٹنگ اخراجات کو کم کرنے میں ان کے طویل مدتی فوائد اہم ہیں۔روایتی توانائی پر انحصار کو کم کرکے، مرحلے میں تبدیلی کے مواد سے توانائی کے اخراجات کو کم کرنے اور اقتصادی منافع فراہم کرنے میں مدد مل سکتی ہے۔

خلاصہ یہ کہ فیز چینج میٹریل کا استعمال تھرمل مینجمنٹ کے موثر حل فراہم کر سکتا ہے، مصنوعات کی فعالیت اور سکون کو بڑھا سکتا ہے اور پائیدار ترقی کو فروغ دینے میں مدد کر سکتا ہے۔

مرحلے میں تبدیلی کے مواد کی کئی بڑی درجہ بندی اور ان کی متعلقہ خصوصیات
فیز چینج میٹریلز (PCMs) کو ان کی کیمیائی ساخت اور فیز چینج کی خصوصیات کی بنیاد پر کئی زمروں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے، ہر ایک کے اطلاق کے مخصوص فوائد اور حدود ہیں۔ان مواد میں بنیادی طور پر نامیاتی پی سی ایم، غیر نامیاتی پی سی ایم، بائیو بیسڈ پی سی ایم، اور کمپوزٹ پی سی ایم شامل ہیں۔ذیل میں ہر قسم کے فیز چینج مواد کی خصوصیات کا تفصیلی تعارف ہے:

1. نامیاتی مرحلے میں تبدیلی کا مواد
نامیاتی مرحلے میں تبدیلی کے مواد میں بنیادی طور پر دو قسمیں شامل ہیں: پیرافین اور فیٹی ایسڈ۔

پیرافین:
خصوصیات: اعلی کیمیائی استحکام، اچھی دوبارہ استعمال کی صلاحیت، اور سالماتی زنجیروں کی لمبائی کو تبدیل کرکے پگھلنے کے نقطہ کی آسان ایڈجسٹمنٹ۔
-نقصان: تھرمل چالکتا کم ہے، اور تھرمل رسپانس کی رفتار کو بہتر بنانے کے لیے تھرمل کوندکٹو مواد شامل کرنا ضروری ہو سکتا ہے۔

-فیٹی ایسڈ:
-خصوصیات: اس میں پیرافین سے زیادہ اویکت حرارت اور پگھلنے والے نقطہ کی وسیع کوریج ہے، جو درجہ حرارت کی مختلف ضروریات کے لیے موزوں ہے۔
-نقصانات: کچھ فیٹی ایسڈ مرحلہ وار علیحدگی سے گزر سکتے ہیں اور پیرافین سے زیادہ مہنگے ہوتے ہیں۔

2. غیر نامیاتی مرحلے میں تبدیلی کا مواد
غیر نامیاتی مرحلے میں تبدیلی کے مواد میں نمکین محلول اور دھاتی نمکیات شامل ہیں۔

نمکین پانی کا محلول:
خصوصیات: اچھا تھرمل استحکام، اعلی اویکت گرمی، اور کم قیمت۔
-نقصانات: منجمد ہونے کے دوران، ڈیلامینیشن ہو سکتا ہے اور یہ سنکنرن ہے، جس میں کنٹینر کے مواد کی ضرورت ہوتی ہے۔

دھاتی نمکیات:
خصوصیات: ہائی فیز ٹرانزیشن ٹمپریچر، ہائی ٹمپریچر تھرمل انرجی اسٹوریج کے لیے موزوں ہے۔
-نقصانات: سنکنرن کے مسائل بھی ہیں اور بار بار پگھلنے اور ٹھوس ہونے کی وجہ سے کارکردگی میں کمی واقع ہو سکتی ہے۔

3. بائیو بیسڈ فیز تبدیلی کا مواد
بائیو بیسڈ فیز چینج میٹریل پی سی ایمز ہیں جو فطرت سے نکالے گئے ہیں یا بائیو ٹیکنالوجی کے ذریعے ترکیب کیے گئے ہیں۔

-خصوصیات:
-ماحول دوست، بایوڈیگریڈیبل، نقصان دہ مادوں سے پاک، پائیدار ترقی کی ضروریات کو پورا کرتا ہے۔
-یہ پودوں یا جانوروں کے خام مال، جیسے سبزیوں کا تیل اور جانوروں کی چربی سے نکالا جا سکتا ہے۔

- نقصانات:
-اعلی اخراجات اور ذرائع کی حدود کے ساتھ مسائل ہوسکتے ہیں۔
تھرمل استحکام اور تھرمل چالکتا روایتی PCMs سے کم ہے، اور اس میں ترمیم یا جامع مواد کی مدد کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔

4. جامع مرحلے میں تبدیلی کا مواد
کمپوزٹ فیز چینج میٹریل PCMs کو دوسرے مواد (جیسے تھرمل کنڈکٹیو میٹریل، سپورٹ میٹریل وغیرہ) کے ساتھ جوڑتا ہے تاکہ موجودہ PCMs کی کچھ خصوصیات کو بہتر بنایا جا سکے۔

-خصوصیات:
اعلی تھرمل چالکتا کے مواد کے ساتھ مل کر، تھرمل ردعمل کی رفتار اور تھرمل استحکام کو نمایاں طور پر بہتر بنایا جا سکتا ہے.
-مخصوص درخواست کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے حسب ضرورت بنایا جا سکتا ہے، جیسے کہ مکینیکل طاقت کو بڑھانا یا تھرمل استحکام کو بہتر بنانا۔

- نقصانات:
تیاری کا عمل پیچیدہ اور مہنگا ہو سکتا ہے۔
-درست مواد کے ملاپ اور پروسیسنگ تکنیک کی ضرورت ہے۔

ان مرحلے میں تبدیلی کے مواد میں سے ہر ایک کے اپنے منفرد فوائد اور اطلاق کے منظرنامے ہوتے ہیں۔مناسب PCM قسم کا انتخاب عام طور پر مخصوص ایپلی کیشن کے درجہ حرارت کی ضروریات، لاگت کے بجٹ، ماحولیاتی اثرات کے تحفظات، اور متوقع سروس لائف پر منحصر ہوتا ہے۔تحقیق کی گہرائی اور ٹیکنالوجی کی ترقی کے ساتھ، مرحلے میں تبدیلی کے مواد کی ترقی

درخواست کے دائرہ کار میں مزید توسیع کی توقع ہے، خاص طور پر توانائی ذخیرہ کرنے اور درجہ حرارت کے انتظام میں۔

نامیاتی مرحلے میں تبدیلی کے مواد اور لامحدود مرحلے میں تبدیلی کے مواد میں کیا فرق ہے؟

آرگینک فیز چینج میٹریلز، پی سی ایم اور غیر نامیاتی فیز چینج میٹریلز توانائی کے ذخیرہ کرنے اور درجہ حرارت کو کنٹرول کرنے کے لیے استعمال ہونے والی دونوں ٹیکنالوجیز ہیں، جو ٹھوس اور مائع حالتوں کے درمیان تبدیل ہو کر گرمی کو جذب کرتی ہیں یا چھوڑ دیتی ہیں۔ان دو قسم کے مواد میں سے ہر ایک کی اپنی خصوصیات اور اطلاق کے علاقے ہیں، اور ان کے درمیان کچھ اہم فرق درج ذیل ہیں:

1. کیمیائی ساخت:
-نامیاتی مرحلے میں تبدیلی کا مواد: بنیادی طور پر پیرافین اور فیٹی ایسڈز سمیت۔یہ مواد عام طور پر اچھی کیمیائی استحکام رکھتے ہیں اور پگھلنے اور مضبوطی کے عمل کے دوران گل نہیں پائیں گے۔
-غیر نامیاتی مرحلے میں تبدیلی کا مواد: بشمول نمکین محلول، دھاتیں اور نمکیات۔اس قسم کے مواد میں پگھلنے والے پوائنٹس کی ایک وسیع رینج ہوتی ہے، اور ضرورت کے مطابق ایک مناسب پگھلنے والے پوائنٹ کا انتخاب کیا جا سکتا ہے۔

2. تھرمل کارکردگی:
-نامیاتی مرحلے میں تبدیلی کے مواد: عام طور پر کم تھرمل چالکتا ہوتا ہے، لیکن پگھلنے اور ٹھوس ہونے کے دوران زیادہ اویکت حرارت ہوتی ہے، یعنی وہ مرحلے کی تبدیلی کے دوران بڑی مقدار میں گرمی جذب یا چھوڑ سکتے ہیں۔
-غیر نامیاتی مرحلے میں تبدیلی کے مواد: اس کے برعکس، ان مواد میں عام طور پر زیادہ تھرمل چالکتا ہوتا ہے، جس سے گرمی کی تیزی سے منتقلی ہوتی ہے، لیکن ان کی اویکت حرارت نامیاتی مواد سے کم ہو سکتی ہے۔

3. سائیکل کا استحکام:
-نامیاتی مرحلے میں تبدیلی کا مواد: اچھی سائیکلنگ کا استحکام ہے اور کارکردگی میں نمایاں انحطاط یا تبدیلی کے بغیر متعدد پگھلنے اور مضبوطی کے عمل کو برداشت کر سکتا ہے۔
غیر نامیاتی مرحلے میں تبدیلی کا مواد: متعدد تھرمل سائیکلوں کے بعد کچھ سڑنے یا کارکردگی میں کمی کا مظاہرہ کر سکتا ہے، خاص طور پر وہ مواد جو کرسٹلائزیشن کا شکار ہیں۔

4. لاگت اور دستیابی:
-نامیاتی مرحلے میں تبدیلی کے مواد: وہ عام طور پر مہنگے ہوتے ہیں، لیکن ان کے استحکام اور کارکردگی کی وجہ سے، ان کے طویل مدتی استعمال کی لاگت نسبتاً کم ہو سکتی ہے۔
غیر نامیاتی مرحلے میں تبدیلی کا مواد: یہ مواد عام طور پر کم لاگت والے اور بڑے پیمانے پر پیدا کرنے میں آسان ہوتے ہیں، لیکن ان کو زیادہ بار بار تبدیل کرنے یا دیکھ بھال کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔

5. درخواست کے علاقے:
-نامیاتی مرحلے میں تبدیلی کا مواد: ان کے استحکام اور اچھی کیمیائی خصوصیات کی وجہ سے، یہ اکثر عمارتوں، لباس، بستروں اور دیگر شعبوں کے درجہ حرارت کے ضابطے میں استعمال ہوتے ہیں۔
غیر نامیاتی مرحلے میں تبدیلی کا مواد: عام طور پر صنعتی ایپلی کیشنز میں استعمال کیا جاتا ہے جیسے تھرمل انرجی سٹوریج اور فضلہ حرارت کی وصولی کے نظام، جو ان کی اعلی تھرمل چالکتا اور پگھلنے والے نقطہ کی حد کو استعمال کر سکتے ہیں۔

خلاصہ میں، نامیاتی یا غیر نامیاتی مرحلے میں تبدیلی کے مواد کا انتخاب کرتے وقت، مخصوص درخواست کی ضروریات، بجٹ، اور متوقع تھرمل کارکردگی جیسے عوامل پر غور کرنے کی ضرورت ہے۔ہر مواد کے اپنے منفرد فوائد اور حدود ہیں، جو مختلف ایپلیکیشن کے منظرناموں کے لیے موزوں ہیں۔