相变储能材料的最新研究进展与应用

相变储能材料是通过自身物相变化来实现能量存储与释放的材料,可用于提高能量利用效率和开发可再生能源,是能源和材料科学领域的重要研究方向之一。本文重点介绍了相变储能材料的分类和各自存在的优缺点,对近年来国内外相变材料的研究应用进行了综述,并提出未来相变材料的研发重点。     

相变储能材料及其应用研究进展

人类在面临化石能源枯竭的同时,对能量的利用率依然还停留在较低的水平。因此,在大力发展新能源的同时,着力研发节能环保新材料新技术具有十分重要的意义。相变材料(phase-change materials,PCM)是一种节能环保的储能材料,它在蓄热与温控等领域具有大规模商业应用的潜力。本文首先对相变储能材料的基本特征、工作原理以及分类等方面作了简要的介绍;并就相变储能材料在温控与蓄热等领域的应用与发展情况进行了具体的分析,指出了PCM的性能是制约其深入广泛应用的主要技术障碍。在此基础上,详细评述了PCM存在的主要问题以及针对这些问题开展的相关研究工作和最新发展动态,指出通过功能复合等新技术优化材料性能、设计新材料体系、拓展新的应用领域将是相变储能材料未来的主要发展方向。     

相变储能材料

能源的供应和需求在很多情况下都有很强的时间依赖性,为了合理地利用它,常需要把暂时不用的能量储存起来,在需要时再让它释放出来.由于相变储能材料(Phase change materials,PCMs)能很好地解决此问题,所以其被广泛研究.对相变储能材料的概念、分类、热物性及其测定方法、工作性能及其研究方法、应用等方面作了综合介绍.     

有机/复合相变储能材料研究进展

相变储能材料在相变过程中实现能量的储存或释放,这种材料因具有优良的性能而成为近年来研究的热点.主要介绍了相变材料的分类、性质以及评价标准,着重讨论了有机/复合相变材料的一些常见的制备方法,如原位聚合法、界面聚合法、喷雾干燥法、多孔材料吸附法和溶胶-凝胶法等.概括了相变材料在太阳能利用、建筑材料、空调蓄冷、工业余热回收和军事伪装隐身等方面的应用研究,并提出了相变材料研究的未来发展趋势.     

相变储能材料的应用及研究现状

相变储能材料将暂时不用的能量储存起来,到需要时再将其释放,从而可以缓解能量供与求之间的矛盾,节约能源,因此受到越来越广泛的重视和深入的研究.介绍了相变材料在太阳能、建筑、纺织行业、农业等工业与民用方面的应用,概括和评述了相变储能复合材料的制备方法及其研究进展,指出当前存在的问题以及目前值得深入研究的课题.     

无机/相变定型储能材料的制备研究进展

相变材料的封装技术是相变材料研究的热点问题和实际应用的技术瓶颈.从相变材料的热力学过程入手,分析了相变材料封装技术在微观热力学层面的必要性,比较了相变材料插层、接枝和微胶囊化3种典型的封装技术的优缺点,结果表明,以无机物封装的定型相变材料具有导热系数大、阻燃性好、力学性能优良等优点,在此基础上,提出了以无机物掺杂或直接以无机物为封装载体的无机/相变定型储能材料的制备方法.     

强化技术在相变储能材料研究中的应用

由于相变储能材料具有储热量较大、储热温度较低、近似恒温操作和储存体积较小等优点,因此,采用相变储能材料的能源储存是储存可利用能源最有效的方式之一.然而,不同的相变储能材料具有不同的特点,应用上也存在一定的局限性,因此,为了改善其性能,提高储能效率,扩大应用范围,就需要采用强化技术.介绍了几种重要的强化技术及其在相变储能材料研究中的应用.     

有机相变储能材料及其复合化研究进展

综述了有机相变储能材料的特点和优势,介绍了相变储能材料的各种复合化方法及研究进展,总结了其性能的测试和表征方法,并展望了其今后的发展方向。     

相变储能材料的研究与发展

储能技术是通过物理或化学变化将某种能量存储,然后在后续过程中释放利用的技术,现多用于电力系统、交通运输、太阳能利用和移动电子等设备中,能够有效节约能源和提高能源利用率。相变储能材料是相变储能技术的关键载体,对其应用起着重要作用。本文对相变储能材料的基本特征、应用领域、储能原理以及分类等方面作了简要的介绍。并依据成分分类,对目前国内外研究的无机类、有机类、金属基及复合类相变储能材料进行了综述。详细介绍了不同材料的种类、性质、优缺点、适用范围等。最后指出了当前相变储能材料存在的不足,并展望了相变储能材料未来的发展方向和应用前景。     

相变材料选用及储能墙体节能研究进展

相变材料由于相变温度恒定、储能效果好、稳定性好等特征,在建筑墙体中的应用越来越多。介绍了相变材料的分类及建筑用相变材料的选择原则,分析了影响相变墙体节能效果的因素,总结了相变储能墙体构件形式及特征,并对相变墙体在建筑中的应用节能效果进行了综合对比分析。结果表明,相变墙体的节能效果受到诸多因素的影响,包括相变材料自身特性、气候、墙体形式及材料经济性等。因此需要综合衡量才能得到相变材料在墙体中的最佳应用方式,使相变墙体的节能性能最优化。通过综合布局可以有效地发挥相变材料的高储能性,从而达到降低建筑能耗、提高室内热舒适性的目的。     

有机相变材料的建筑节能应用和研究

在分析有机相变材料的分类和特点的基础上,介绍了目前有机相变材料的制备方法和手段,从建筑节能材料和建筑蓄热构件两方面综述了近期国内外有机相变材料建筑节能应用的研究现状以及有机相变材料导热系数的改善方法,展望了其在建筑节能领域的应用和开发前景.     

无机盐/陶瓷基复合相变储能材料的研究进展

综述了国内外无机盐/陶瓷基复合相变储能材料的研究进展,分析了材料的设计原则、制备方法及目前研究中所存在的问题,探讨了无机盐/陶瓷基复合相变储能材料在工业炉和空间太阳能发电系统中应用的可能性和节能意义.     

金属相变储能与技术的研究与发展

相变储能是有效的储热方式.其中,金属相变储热因吸放热过程中,储能密度大,过冷度小,导热率高,反复相变后长期性能稳定,过程易控制,因而在高温储热方面具有广泛的用途.从金属相变储热材料、传热分析、金属相变材料与容器材料的相容性和应用4个方面,回顾了金属固液相变储热的发展.     

一种新型高储能密度定形相变材料

采用山梨醇和对甲基苯甲醛合成了1,3∶2,4-二(4-甲基苯甲醛)山梨醇(MDBS),并将其作为石蜡类定形复合相变材料(PCM)的凝胶因子,然后以利用凝胶因子形成的三维网络结构作为石蜡的支撑材料,制备了一系列高储能密度的定形复合相变材料。对其进行凝胶解缔温度测试和泄漏量测试发现,添加一定量MDBS制备定形复合相变材料,可使定形复合相变材料中主储能材料——石蜡的含量大幅提高到90%以上,同时也为复合定形相变材料的开发提供了一条新的研究思路。     

相变储能材料的腐蚀性与封装材料研究进展

相变储能材料通过相变过程释放热能。通过利用相变材料的相变潜热来实现能量的储存和利用,提高能效和开发可再生能源,是当今能源科学和材料科学领域中一个十分活跃的前沿研究方向。技术人员选择包装材料对相变储能材料进行封装,以便相变材料释放的热能应用于实际生活中。封装材料和封装技术的有效选择往往决定实际应用效果。综述了目前国内外在相变材料对存储材料的腐蚀性及相变储能材料的封装技术方面的研究成果,并展望了今后的研究重点。     

一种添加蛋白石的固-固相变储能材料的制备及表征

利用天然纳米材料蛋白石(Opal)制备出新型有机-无机体系的聚氨酯/Opal固-固相变储能材料,并通过IR1、H-NMR、DSC、TG、POM、TEM等测试手段对其结构和性能进行表征分析。结果表明,该聚氨酯型相变材料具有较高的相变焓值、适宜的相变温度、热性能稳定和相变过程中不产生液体等特点。同时,加入天然纳米无机材料蛋白石后,结晶性能得到提高。     

相变贮热材料

本文介绍了相变贮热材料的特点和种类,讨论了固液相变、固固相变贮热材料的性能和应用。     

具有多孔基体复合相变储能材料研究

本文提出了研制一种具有多孔基体的复合相变储能材料，通过实验分析了该储能材料的融解温度、融解热、热稳定性及微相结构等性能。该储能材料是由两种有机相变材料组成，通过物理吸附的方法将其复合在多孔基体材料中。在热分析中，用示差扫描量热仪(DSC)来测定储能材料的融点、融解热，用热重分析仪(TGA)测定其热稳定性，并用扫描电镜(SEM)观测了该储能材料的微相结构。测试结果表明该储能材料具有较高的相变潜热和较好的热稳定性，可被应用于储能和热能回收系统中。     

低温相变材料十二醇-脂肪酸二元体系相变温度的研究

相变恒温材料,目前应用较多的是固液相变材料,而固液相变材料大多数是高温体系.采用步冷曲线法研究了不同组成的十二醇-脂肪酸5组二元体系的相变温度,得到了这5组二元体系的|X相图,这5组体系均为具有最低共熔点的二元体系,其最低共熔温度均小于20℃,具有广泛的应用价值.