SPIS TREŚCI 1. Wprowadzenie………..7 2. Część teoretyczna……….8 2.1. Adsorbenty węglowe……….8 2.1.1. Węgle aktywne………...9 2.1.2. Węgle „superaktywne”……….13
2.1.3. Węglowe sita cząsteczkowe………. 15
2.1.4. Aktywne włókna węglowe………... 16
2.1.5. Fulereny i nanorurki………. 19
2.2. Efekty cieplne adsorpcji oraz sposoby ich wyznaczania……… 22
2.2.1. Rodzaje ciepła adsorpcji……….. 22
2.2.2. Wyznaczanie ciepła adsorpcji……….. 23
2.2.3. Typy kalorymetrów……….. 25
2.3. Adsorpcyjne układy magazynowania energii………. 33
2.4. Kierunki badań i wykorzystanie układu węgiel aktywny-metanol do magazynowania energii………. 36
2.4.1. Układ adsorpcyjny: metanol-materiał węglowy……….. 37
2.4.2. Ograniczenia i wady układu………. 38
2.4.3. Kierunki rozwoju układów sorpcyjnych do pracy w urządzeniach chłodniczych……… 39
3. Cel i tezy pracy………...45
3.1. Cel pracy………..45 3.2. Tezy pracy……….. 46 4. Część doświadczalna………..47 4.1. Materiał badawczy……….. 47 4.2. Badania fizykochemiczne………... 47 4.2.1. Pomiary densymetryczne………. 47
4.2.2. Adsorpcyjne badania struktury porowatej………... 48
4.2.3. Badania natury powierzchni……….………52
4.3. Aparatura do pomiaru efektu cieplnego adsorpcji (ciepło zwilżania metanolem)…. 54
4.3.1. Opis pomiaru i obliczenia wyników……… 55
4.3.2. Ocena wpływu działania izolacji na wyniki pomiarów parametrów cieplnych………. 57
5. Wyniki badań i dyskusja……… 60
5.1. Kształtowanie właściwości handlowego węgla aktywnego typu N………... 60
5.1.1. Otrzymywanie i modyfikacja materiału badawczego……….. 60
5.1.2. Właściwości densymetryczne i porowatość preparatów węgla aktywnego typu N……… 63
5.1.3. Adsorpcyjne badania struktury porowatej………... 64
5.1.4. Ocena charakteru powierzchni materiałów………. 66
5.1.5. Właściwości sorpcyjne materiałów związane z magazynowaniem energii…. 68 5.1.6. Obliczanie ciepła adsorpcji……….. 69
5.1.7. Ocena efektu cieplnego materiałów węglowych………. 70
5.1.8. Entalpia zwilżania (imersji)………..73
5.2. Rozwijanie struktury mikroporowatej węgli aktywnych dla układu magazynowania energii poprzez dodatkową aktywację chemiczną……….. 78
5.2.1. Otrzymywanie materiału badawczego ……….78
5.2.2. Analiza składu ziarnowego węgli aktywnych ………..79
5.2.3. Wyznaczanie gęstości rzeczywistej ……….82
5.2.4. Adsorpcyjne badania struktury porowatej ………...82
5.2.5. Ocena ilości grup tlenowych na powierzchni materiałów………... 86
5.2.6. Badania adsorpcyjne ………88
5.2.7. Obliczanie ciepła adsorpcji ………..89
5.2.8. Ocena efektu cieplnego węgli aktywnych………90
5.2.9. Entalpia zwilżania (imersji) węgli aktywnych ……….94
5.3. Ocena przydatności monolitów węglowych do magazynowania energii………….. 96
5.3.1. Wymiana ciepła w materiale adsorpcyjnym ………96
5.3.2. Opis wytwarzania materiału badawczego ……….……...97
5.3.3. Adsorpcyjne badania struktury porowatej monolitów………... 100
5.3.4. Wyznaczanie równowag adsorpcyjnych metanolu……… 103
5.3.6. Ocena efektu cieplnego materiałów monolitycznych ………106
5.3.7. Entalpia zwilżania (imersji) ………...108
6. Podsumowanie przeprowadzonych badań………110
7. Wnioski końcowe……….115
Bibliografia………...117
Spis tabel………...124
