相変化材料
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主としてパラフィン(CnH2n+2)と脂質だが、糖アルコールも含まれる[3][4][5]

利点

超低温で冷却しなくても凝固する。

一致溶融(英語版)しやすい。

自己核生成特性。

従来の建築材料と互換性がある。

分離しない。

化学的に安定。

安全で反応性が低い。


欠点

固体の状態で熱伝導率が低い。凝固時に高い熱伝導率が必要になる。ナノコンポジットでは熱伝導率が最大で216%増加することがわかっている[6][7]

体積あたりの潜熱蓄熱量が少ない場合がある。

可燃性。これは特殊な封じ込めによって部分的に軽減できる。


無機PCM

塩水和物(MxNy・nH2O)が使用される[8]

利点

体積あたりの潜熱蓄熱量が高い。

入手しやすく低価格である。

融点がはっきりしている。

熱伝導性が高い。

融解熱が高い。

不燃性。

持続可能性。


欠点

潜熱エンタルピーが大きく損なわれる、分解溶融(英語版)や相分離が起こるのを防ぐのが難しい[9]

金属など他の多くの材料に対して腐食性がある[10][11][12]。これは、腐食しない材料とのみ組み合わせるか、非反応性プラスチックに少しずつPCMを封入することで解決できる。

混合物によっては体積変化が非常に大きい。

固体-液体相変化において過冷却が問題となる場合があり、くり返し使用すると使えなくなる可能性がある。

核生成剤とゲル化剤を使用した共晶塩水和物PCM[13]
吸湿性材料

多くの天然材料には吸湿性があり、水の吸収・放出の際にも液体-気体の相変化があり、熱が吸収・放出される。この過程で放出・吸収されるエネルギーは少量だが、表面積が大きいため、吸湿性材料を壁などに使用することで、かなりの暖房・冷房が可能になる。
固体-固体PCM

特定の温度で、結晶構造の格子配置が変化する際に大きな潜熱の吸収・放出が行われる材料。固体-液体PCMと異なり、過冷却を防ぐための核生成が不要となる。また、固体から固体への相変化であるため、PCMの外観に目に見える変化がなく、液体の取り扱いに伴う漏れ・封じ込めなどの問題が生じない。固体-固体PCMの適用温度範囲は-50 °C から175 °Cまでである[14]
利用

PCMの用途として以下のものが挙げられる[1][15]が、これに限られるものではない。

熱エネルギー貯蔵(Flamco社のFlexTherm Eco[16]など)

コールド・エネルギー・バッテリー(英語版)

建物の空調

エンジンの冷却

食品の冷却

氷や霜の形成を遅らせる[17]

医療用途: 血液の輸送、手術台の冷却、温冷療法、周産期仮死(英語版)の治療[18][19]

ネッククーラーなどの冷却グッズ

廃熱の回収

オフピーク(英語版)時の電力利用(給湯や冷暖房)

ヒートポンプ

宇宙船の熱システム

乗り物の快適性評価の改善

電子機器の熱保護

CPUの冷却

関連項目

ヒートパイプ

脚注^ a b Kenisarin, M; Mahkamov, K (2007). “Solar energy storage using phase change materials”. Renewable and Sustainable ?1965 11 (9): 1913?1965. doi:10.1016/j.rser.2006.05.005. 
^ “ENRG Blanket powered by BioPCM”. Phase Change Energy Solutions. 2018年3月12日閲覧。
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^ Floros, Michael C.; Kaller, Kayden L. C.; Poopalam, Kosheela D.; Narine, Suresh S. (2016-12-01). “Lipid derived diamide phase change materials for high temperature thermal energy storage”. Solar Energy 139: 23?28. Bibcode: 2016SoEn..139...23F. doi:10.1016/j.solener.2016.09.032. 
^ Agyenim, Francis; Eames, Philip; Smyth, Mervyn (2011-01-01). “Experimental study on the melting and solidification behaviour of a medium temperature phase change storage material (Erythritol) system augmented with fins to power a LiBr/H2O absorption cooling system”. Renewable Energy 36 (1): 108?117. doi:10.1016/j.renene.2010.06.005. 
^ Fleishcher, A.S. (2014). “Improved heat recovery from paraffn-based phase change materials due to the presence of percolating graphene networks”. Improved Heat Recovery from Paraffn-based Phase Change Materials Due to the Presence of Percolating Graphene Networks 79: 324?333. 
^ (2015). Thermal energy storage using phase change materials: fundamentals and applications. Springer
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