혼합 세미클러스레이트 수화물의 균일성 및 열적 특성

Compositional Uniformity and Thermal Properties of Tetra- N -butyl Ammonium Bromide and Tetra- N -butyl Ammonium Chloride Mixed Semiclathrate Hydrates

Motoi Oshima, Satoshi Takeya, Akio Yoneyama 외 3인·ACS Omega·발표 2026.10· 0 인용

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한국어 핵심 요약

다양한 게스트 분자를 포함하는 혼합 세미클러스레이트 수화물(SCHs)은 높은 잠열과 정밀한 융점 제어 가능성으로 인해 냉열 저장 분야의 유망한 소재로 주목받고 있습니다. 본 연구에서는 테트라-n-부틸암모늄 브로마이드(TBAB)와 테트라-n-부틸암모늄 클로라이드(TBAC) 혼합 SCHs의 조성 균일성과 열적 특성을 이중에너지 X선 컴퓨터 단층촬영(DECT), 미세시차주사열량계(μDSC), 디지털 현미경, 이온 크로마토그래피를 통해 평가했습니다. DECT 분석 결과, 정방정계 혼합 SCHs는 균일한 고체인 반면, 브롬 함량이 높거나 낮은 사방정계 혼합 SCHs는 불균일한 특성을 보였습니다. DSC 곡선에서 정방정계 혼합 SCHs는 단일 흡열 피크를 나타낸 반면, 사방정계 혼합 SCHs는 분할된 피크를 보였습니다. 사방정계 혼합 SCHs는 두 단계로 해리되었으며, 이는 분할된 DSC 피크와 일치했습니다. 사방정계 혼합 SCHs의 브롬 이온 함량은 정방정계 SCHs보다 높았습니다. 사방정계 혼합 SCHs는 상변화 물질로서 227–231 J g–1의 높은 잠열과 283–285 K 범위의 융점을 나타냈습니다. 이러한 값들은 289 K 미만의 융점을 갖는 단일 게스트 분자로 형성된 다른 SCHs보다 높아, 공조 시스템의 냉열 저장에 적합한 재료임을 시사합니다.

섹션 미리보기

연구 배경

혼합 세미클러스레이트 수화물(SCHs)은 높은 잠열과 정밀한 융점 제어 능력으로 냉열 저장 분야의 유망한 소재입니다. 본 연구는 TBAB와 TBAC 혼합 SCHs의 조성 균일성과 열적 특성을 심층 분석했습니다.

핵심 발견

정방정계 혼합 SCHs는 균일한 고체이며 단일 융점을 보인 반면, 사방정계 혼합 SCHs는 불균일하고 두 단계로 해리되었습니다. 특히 사방정계 혼합 SCHs는 높은 잠열(227–231 J g–1)과 283–285 K의 융점을 보여 공조 시스템의 냉열 저장에 적합합니다.

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