(16e) Enhancement of HCFC141b Hydration in Microemulsion with Nanoparticles As Additives for Cool Storage

Clathrate hydrate of refrigerant is regarded as a promising cool storage material. However, the low hydration rate and conversion of refrigerant impedes the application of the hydration technology. In this study, a kind of HCFC141b (CH3CCl2F)/Soya phosphatidylcholine (SPC)/Tween20/water microemulsion system was proposed to improve the solubility of HCFC141b in water and to promote the interfacial hydration reaction of refrigerant. HCFC141b/water microemulsion was prepared with as much as 26.4.1:100 mass ratio of HCFC141b to H2O. It was first observed that a large number of gas hydrate crystals formed rapidly and uniformly in the bulk solution under static condition. The amount of hydrates formed in the microemulsion was related to the amount of HCFC141b dissolved in water. The dissolution of HCFC141b in nano-scale microemulsion induced rapid and uniform hydrate formation and growth throughout the liquid. The induction and nucleation period of hydration in microemulsion was much shorter than that in HCFC141b/water crude emulsion and coarse mixture during several successive hydration processes. The memory effect induced a dramatic reduction in induction time and supercooling degree of the posterior hydration. The induction time of hydration was reduced by 52% and 36% compared to those in HCFC141b/H2O coarse mixture and crude emulsion systems, respectively. Furthermore, Al and Cu nanoparticles were incorporated with the microemulsion and the hydration was further promoted. The addition of the nanoparticals reduced substantially not only the induction time but also the supercooling degree of hydration. The addition of 0.1% (w/w) Al nanoparticles in the microemulsion reduced the induction time and supercooling degree of hydration by 62% and 54%, respectively. As a conclusion, the combination of suitable type and amount of nanoparticles in refrigerant/water microemulsion is an efficient way to promote refrigerant hydration.