• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2023년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.99-100
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• 2023

In this study, an approach has been made to understand the effect of encapsulation thickness of the nanoencapsulated PCMs on the phase transition kinetics. Paraffin is encapsulated by silica via single pot polycondensation reaction. Different ratios of silica precursor are chosen to encapsulate paraffin. The obtained encapsulated PCMs are identified as nano sized, as well as with increasing silica precursor, thicker silica encapsulations have been manifested with shrinking core diameter. The synthesized PCMs are characterized using various characterization techniques. Isochronal kinetic studies are done in differential scanning calorimeter (DSC) to understand about their phase transformation behaviors. This study can appreciate the cognition of the large-scale applications of PCMs into the building constructions as well as the fundamental conception on the phase transition kinetics of PCMs can also be amended.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2023년도 가을학술발표대회논문집
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• pp.67-68
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• 2023

This paper reports on the synthesis of paraffin-based phase change materials (PCMs) designed for use in solar reflective paint (SRP) as a thermal energy storage (TES) medium. These PCMs are prepared using the sol-gel process and are encapsulated in silica. The focus of this research is to evaluate the suitability of these synthesized PCMs for efficient thermal energy storage within SRP applications. The obtained PCMs have nanometric dimensions, which make them well-suited for integration into paint formulations. The study also includes a thorough analysis of the chemical, thermal, and structural stabilities of these materials, confirming their applicability in solar reflective paint.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제1권1호
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• pp.17-25
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• 2013

축열재 이용 기술은 실내 냉난방을 위하여 사용된 에너지를 장시간 일정온도로 유지할 수 있도록 하여 에너지 사용 효율을 높이는 장점이 있다. 이 중 상변화 물질을 이용한 잠열 축열재는 물질의 잠열성질을 이용하는 것으로서 심물질로서 일정온도에서 녹는점을 갖는 물질을 캡슐화 하여 이를 건축자재에 적용하여 실내 및 외기의 온도에 따라서 심물질이 녹거나 어는 과정에서 축열과 방열로 인한 에너지 절감 및 차단 효과를 갖는다. 상변화 물질을 이용해 축열재를 만드는 방법은 마이크로 캡슐화의 방법이 있다. 이 방법은 크게 분류하면 화학적 방법, 물리 화학적 방법 및 물리적 기계적 방법의 3가지로 나눌 수 있다. 물리 화학적 방법으로 습식공정에 의한 마이크로 캡슐화 공정을 이용했으며 이 공정은 심물질을 용매에서 에멀젼화한 다음 고분자모노머를 심물질인 에멀젼의 벽면에 코팅하여 경화 시키는 공정이다. 이 경우에 심물질의 에멀젼이나 벽재 모노머의 코팅 성능을 좋게 하기 위하여 계면활성제가 사용된다. 또한 계면활성제의 특성에 따라서 마이크로 캡슐화의 성능이 좌우되고 특히 벽재물질의 코팅 두께 및 코팅의 균일성에 크게 좌우된다. 본 연구에서는 상변화를 이용한 축열재로서 심물질인 1-도데카놀을 멜라민수지로 계면중합법에 의하여 마이크로 캡슐화 하는데 있어서 계면활성제인 SSMA(sulfonated styrene-maleic anhydride)의 화학적 특성에 따른 마이크로 캡슐의 성능과 이에 따른 축열 성능을 비교하였다.

• 설비공학논문집
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• 제15권5호
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• pp.352-359
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• 2003

The present study has been conducted for manufacturing MPCM (microencapsulated phase change material) slurry with in-situ polymerization and proving their applicabilities for tooling system. The surface of MPCM is composed of melamine, while tetradecane, paraffin wax, is centered in the MPCM. The produced capsules are observed by the optical microscope and SEM for superficial shapes. Their thermal properties are measured by DSC. Their size distributions are observed by FA particle analyzer. A narrow size distribution from 1 to 10 ${\mu}{\textrm}{m}$ with 5 ${\mu}{\textrm}{m}$ of average diameter was observed. Melting temperature was 6.7$^{\circ}C$. The durability of MPCM was tested with various types of pump such as centrifugal, peristaltic, and mono pumps. During 10000 cycles the fraction of broken capsules was smaller than 6% for the centrifugal and peristaltic pumps, while bigger value of 8% for the mono pump. A cooling system, which adopted MPCM slurry as a media for transporting cold thermal energy, was designed to investigate the performance of the MPCM. The discharging times of 10 and 20 wt% MPCM slurry were lasted up to 105 and 285 minutes longer, respectively, than the water cooling system.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권6호
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• pp.787-792
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• 2022

겨울철 제설염의 사용은 콘크리트의 미세조직을 손상시기게 되고 이는 내구성을 감소시켜 콘크리트의 수명 단축으로 이어진다. 이러한 단점을 개선하기 위해 상변화물질(Phase Change Material, PCM)의 잠열을 콘크리트에 적용함으로써 손상을 완화하고 제설염의 수요를 감소시킬 수 있는 융설 PCM 함침 경량골재(Phase Change Material Impregnated Light Weight Aggregate, PCM-LWA) 콘크리트를 개발하고자 한다. 콘크리트를 제작할 때, PCM을 함침하고 캡슐화한 팽창점토(Expanded Clay)는 일반골재의 50 %를 대체하여 사용되었으며, 열적 성능을 향상시키기 위해 사용된 다중벽 탄소나노튜브(Multi-walled Carbon Nano Tube, MWCNT)는 바인더 중량 대비 0.10 %, 0.15 % 및 0.20 %의 비율로 첨가되었다. PCM-LWA를 적용한 시편들의 압축강도 시험 결과 약 54 %의 강도 감소를 보였지만 MWCNT의 첨가를 통하여 PCM-LWA 콘크리트의 열적 성능을 크게 향상시켰다. 열 사이클링 시험에서 모든 시편은 15℃ ~ -5℃의 온도에서 시험하였다. 주변 온도가 0℃ 미만으로 내려갈 때, 다른 시편들의 내부 온도는 0℃ 미만으로 내려가거나 조금 웃도는 경향을 보였지만, CNT를 0.10 % 첨가한 시편의 내부 온도는 2℃로 유의미한 차이를 보였다. 0.15CNT와 0.20CNT의 경우 CNT의 함유로 인하여 과냉각이 발생하였고 열효율이 떨어지게 되어 시편 내부의 온도가 0℃ 이하로 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 융설 시험에서 열 사이클링 시험의 결과와 유사하게 50PCM-LWA와 0.10CNT는 얼음을 녹이는 데에 가장 뛰어난 성능을 보였지만 시간이 흐름에 따라 열전도율이 높은 0.10CNT 시편이 가장 우수한 성능을 보였다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2020년도 가을 학술논문 발표대회
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• pp.42-43
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• 2020

Lauric acid (LA) which is also known as dodecanoic acid has been selected as the phase change material (PCM) owing to eco-friendly in nature. A systematic study has been conducted for encapsulation of LA (core) with silicon dioxide (SiO2) as shell material. Different core-shell ratio was chosen to microencapsulate the LA with 10 ml of tetraethyl orthosilicate (TEOS) as the precursor solution for the formation of SiO2. The synthesis of microencapsulated LA was carried out at 2.5 pH of precursor solution. The synthesized microencapsulated LA are characterized by Fourier transform infrared spectroscope (FT-IR) and X-Ray Diffraction (XRD) which confirmed the presence of SiO2 shell on the surface of LA.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제32권2호
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• pp.215-225
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• 2015

최근들어 에너지 고갈로 인해 에너지 저장 및 대체 에너지에 대한 관심이 점차 높아 지고 있다. 이로 인해 상변화 물질을 이용한 에너지 저장 및 이동에 대한 연구가 활발히 진행 되고 있다. 본 연구에서는 SPG막(Shirasu porous glass membrane)을 통한 막유화법을 이용하여 상변화 물질인 파라핀계 루비덤$^{(R)}$ (RT-21과 RT-24)을 분산상으로 하여 단분산성 마이크로 입자를 제조하고, 외부를 실리카로 코팅하여 열정 안정성을 향상시키고 열적 특성을 조사하였다. 단분산성 루비덤$^{(R)}$ 입자의 제조를 위해 분산상 압력, 유화제 농도, 루비덤$^{(R)}$과 실리카의 비율을 변수로 하여 평균 입자 크기 $7-8{\mu}m$를 얻었다. Differential scanning calorimetry (DSC)와 Thermogravimetry analysis (TGA)를 이용하여 열적 안정성과 잠열 등의 열적 특성을 조사하였고, Particle size analyzer (PSA), Scanning electron microscopy(SEM), optical microscopy를 이용하여 입자 분포와 캡슐화 유무를 확인하였다. 또한, Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR)를 통하여 정성분석을 시행하였다. 결과적으로, 막유화법을 이용하여 얻은 실리카 코팅된 단분산성 루비덤$^{(R)}$ 입자는 향상된 열적 안정성을 보였으며, 순수한 루비덤$^{(R)}$의 80% 이상의 잠열을 유지하는 것을 보여 기존의 상변화 물질의 상안정성을 보완하여 열저장성 기능성 벽지와 건축물, 인테리어 제품에 사용 가능함을 알 수 있었다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제35권4호
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• pp.17-24
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• 2015

The formation of heat islands causes high energy demand for space cooling and peak cooling loads in conditioned buildings. High-temperature fluctuations on a building roof may cause mechanical stress and increase surface deterioration. Thermal energy storage (TES) systems using microencapsulated phase-change materials (MPCMs) have been recognized as one of the most advanced energy technologies for enhancing the energy efficiency and sustainability of buildings. In this study, we prepared MPCM/paint composites for mitigating the heat island effect and reducing peak temperature. In addition, we carried out thermal and physical analysis of prepared MPCM composite samples by means of SEM, FTIR spectroscopy, DSC, and TGA. Further, we evaluated the dynamic heat transfer performance of heat-storage tiles painted with 10 g of heat-storage paint. From the obtained results, we deduced that MPCM/hydrophilic paint composites are more applicable to various fields, including the building sector, than MPCM/hydrophobic paint composites. On the basis of SEM and FTIR spectroscopy results, we concluded that materials with hydrophilic properties are more compatible with MPCMs than those with hydrophobic properties. In addition, DSC analysis results revealed that MPCM/hydrophilic paint composites have better compatibility, higher latent heat capacity, and better thermal properties than other composites. TGA results showed that hydrophilic-paint-based composites have higher thermal durability than hydrophobic-paint-based composites. Finally, a lot of MPCM-loaded heat-storage tiles showed lower peak temperatures at all measurement positions.