藍藻スラッジと石炭フライアッシュ由来の多孔質ジオポリマーを相変化パラフィンの形状安定化マトリクスとした蓄熱利用
Porous geopolymer from cyanobacterial sludge and coal fly ash as shape-stabilizing matrix for thermal energy storage using phase change paraffin (原題)
Ziyi Mu, Long Du, Yujian Wang, Jiahao Chen, Ruixin Li, Yiyu Yang, Zhengbo Yue, Ruixiao Jiang, Wei Li, Rui Deng
🤖 gxceed AI 要約
日本語
藍藻スラッジ（CS）と石炭フライアッシュ（CFA）を原料に、卵白粉末を界面活性剤、過酸化水素を発泡剤として多孔質ジオポリマー（CCG）を合成した研究。CS中の有機繊維が細孔テンプレートと補強材として働き、アルカリ環境での部分分解がゲル化に関与する。最適条件で作製したCCGに相変化パラフィンを含浸させた複合材（CCGP）は、熱伝導率が0.081–0.168 W/(m·K)向上し、融解・凝固エンタルピーは約69・68 J/g、600℃まで熱安定性を示した。廃棄物の高付加価値利用と蓄熱材料設計の両立を狙う。
English
This study fabricates a highly porous geopolymer (CCG) from cyanobacterial sludge (CS) and coal fly ash (CFA), using egg white powder as surfactant and hydrogen peroxide as blowing agent. Organic fibers in CS act as pore templates and reinforcement. The optimized CCG was vacuum-impregnated with phase change paraffin to yield a shape-stabilized composite (CCGP) with thermal conductivity gains of 0.081–0.168 W/(m·K), melting/solidification enthalpies of ~69/68 J/g, and stability up to 600 °C. It demonstrates high-value reuse of solid wastes for thermal energy storage materials.
Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.
📝 gxceed 編集解説 — Why this matters
日本のGX文脈において
廃棄物由来の蓄熱材料は、産業排熱の有効利用や省エネ技術として日本のGX（エネルギー効率・資源循環）に関わり得るが、本論文は材料開発段階でSSBJ・開示制度との直接の接点はない。日本の読者には、石炭灰やバイオマス残渣の再資源化技術の一事例として参考になる。
In the global GX context
Waste-derived thermal energy storage materials connect to global decarbonization via industrial waste heat recovery and energy efficiency, though this is early-stage materials research with no direct disclosure or policy linkage. It adds to the circular-economy and energy-storage materials literature relevant to hard-to-abate industrial heat.
👥 読者別の含意
🔬研究者:廃棄物由来ジオポリマーと相変化材料の複合化における、タンパク質支援発泡と繊維による細孔形成の設計指針が得られる。
🏢実務担当者:産業排熱の蓄熱・再利用や石炭灰・バイオマス残渣の有効利用を検討する際の材料候補として参考になる。
📄 Abstract（原文）
The consumption of fossil fuels drives both the energy crisis and greenhouse gas emissions, while the accumulation of solid wastes such as coal fly ash (CFA) and cyanobacterial sludge (CS) exerts considerable ecological pressure. This study explores the utilization of CS and CFA as raw materials, employing egg white powder as a surfactant and hydrogen peroxide as a blowing agent to fabricate a highly porous geopolymer (CCG). The organic fibers in CS act as pore templates and reinforcing agents, while their partial degradation in the alkaline environment participates in the gelation process. The optimal formulation comprises a 9 mol/L sodium hydroxide solution, 3 wt% egg white powder, 7 wt% hydrogen peroxide, a CS:CFA mass ratio of 2:8, and a sodium silicate to sodium hydroxide solution ratio of 2.5:1. Following synthesis, CCG underwent vacuum impregnation with phase change paraffin (PCP). The capillary forces within the porous matrix effectively encapsulate the molten PCP, yielding a shape-stabilized phase change composite (CCGP). Relative to CCG the CCGP exhibits a thermal conductivity enhancement of 0.081–0.168 W/(m·K). The solidification and melting enthalpies of the CCGP were 67.58 J/g and 69.23 J/g, respectively, with remarkable thermal stability at temperatures up to 600 °C. This study not only achieves high-value utilization of CS and CFA, but also provides new insights into protein-assisted foaming and fiber pore formation in geopolymer systems, offering guidance for the design of shape-stabilized phase change composites with optimized encapsulation efficiency and long-term thermal stability.
🔗 Provenance — このレコードを発見したソース
- openalex https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2026.131174first seen 2026-10-18 04:55:07
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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。