相变储能材料在建筑工程建设中的应用

相变储能材料能与建筑材料复合实现节能效果。合理开发利用相变储能材料是优化居住空间、推动建筑领域绿色发展的有效途径。本文综述了相变储能材料的概念、分类及应用价值,介绍了相变储能材料在建筑中的节能原理,并具体阐释了相变储能材料的应用领域。

膨胀石墨基相变储能材料的制备及性能研究

以膨胀石墨作为主导热材料,石蜡作为相变储热材料,通过真空浸渍法制备了膨胀石墨-石蜡复合相变储能材料,研究了石蜡质量分数对复合相变储能材料微观形貌、物相结构及热性能的影响。结果表明,膨胀石墨和石蜡反应后生成的复合相变储能材料主要依靠物理吸附结合,石蜡均匀覆盖在膨胀石墨的表面以及孔隙中,当石蜡质量分数为91%时,复合相变储能材料的密封性和结构致密性最佳,几乎不发生泄露。随着石蜡质量分数的增加,复合相变储能材料的熔点逐渐增大,热分解温度逐渐提高,石蜡质量分数91%的复合相变储能材料相比石蜡质量分数85%的相变材料热分解温度提高了约15℃。随着石蜡质量分数的增大,复合相变储能材料的导热系数和热扩散系数持续降低,密度先降低后增加,比热持续增大。当石蜡质量分数为94%时,复合相变储能材料的导热系数和热扩散系数均为最低值,分别为2.492 W/(m·K)和0.605 mm^(2)/s;当石蜡质量分数为91%时,复合相变储能材料的密度为最小值0.794 g/cm^(3),对应比热为5.462 J/(g·K)。分析可得,石蜡质量分数为91%的复合相变储能材料的综合性能最佳。

石膏基复合相变储能材料的研究进展

建筑能耗、工业能耗和交通能耗是能源消耗的主要方式。其中,建筑能耗约占能源消耗的40%,建筑能耗的持续上升会增加碳排放和加速化石能源的消耗,因此,如何提升建筑材料的保温节能性能逐渐成为建筑材料领域的研究热点。储热技术不仅可以降低建筑能耗,还可以减少环境污染。相变储能材料具有优异的储放热能力,是实现热能储存以及温度控制的重要技术手段,在建筑节能领域具有广阔的应用前景。该文主要综述了石膏基相变储能材料的研究进展;根据石膏基相变材料的不同,分析归纳了石膏基有机相变材料和石膏基复合相变材料;介绍了浸渍法、多孔材料吸附法、微胶囊法等制备石膏基复合相变储能材料的方法和机理及影响石膏基相变储能材料的因素;展望了石膏基相变储能材料的研究方向。

相变储能材料在新能源领域的应用

为了使相变储能材料在新能源领域中得到更广泛的应用,我们需要更高效地储存和利用新能源,以缓解不可再生资源逐渐枯竭和环境污染问题。深入探讨了相变储能材料的特点和意义,分析了其分类依据,并详细介绍了相变储能材料在太阳能热利用系统、燃料电池系统、电力系统等领域的应用。同时,我们对相变储能材料的发展进行了展望,并建议我国加大对其研究开发的力度,积极制定相关应用计划,以推动我国新能源储存技术的发展。这不仅能促进新能源领域的发展,还能为我国的可持续发展做出重要贡献。

海上物流中相变储能材料的制备与热物性能分析

相变储能材料具有较强的热存储与释放能力,在海上物流运输中,扮演着极为重要的角色。为保障海上物流项目的顺利开展,针对相变储能材料的制备与热物性能展开研究。从潜热存储、热化学储能、显热存储三种不同的储能形式着手,分析相变储能材料的具体制备方法,并在此基础上,细化研究相变储能材料的热物性能,并对其在海上物流中的应用进行探讨。

相变储能材料在建筑节能领域中的研究进展

相变储能材料是一种能够循环吸放热的新型化学材料,具有高潜热性能、高储能密度、热容大以及近似恒定温度吸放热等优点,相变储能材料已在一定范围内应用到建筑节能领域。主要介绍了相变储能材料的分类及选择、相变储能材料与建筑材料的复合方法,分析归纳了相变储能材料在建筑围护结构及制冷供暖系统中的研究应用,包括相变墙体、相变储能砂浆、相变板材、相变储能屋顶、相变储能表面涂料、相变辐射采暖、相变热泵系统、相变蓄热集热器以及相变制冷系统。最后结合目前的研究现状提出了在未来相变储能材料的研究中亟待解决的问题。

相变储能材料的原理

相变物质从一种状态(固态、液态、气态)转变为另一种状态的过程。相变材料在特定温度下发生相变的材料,通过吸收或释放热量来实现能量的储存或释放。相变原理的应用利用相变材料的特性,在温度变化时吸收或释放热量,实现能量的储存和调节。

什么是相变储能材料

相变储能材料是一种能够通过相变吸收和释放大量热能的材料,这种相变过程通常伴随着物质状态的变化(如固态、液态)。在相变过程中,材料能够吸收和释放大量的热能,这种特性使得相变储能材料在能源利用、建筑节能、航空航天等领域具有广泛的应用前景。

相变储能材料的优势

应用实例1建筑节能相变储能材料在建筑节能领域的应用主要表现在利用其相变特性,在温度较高时吸收热量,在温度较低时释放热量,从而调节室内温度,减少空调等设备的能耗。2节能效果相变储能材料的节能效果主要取决于其相变温度和烩值,选择合适的相变储能材料能够显著提高建筑的节能性能。

室内装修设计中相变储能材料的应用

随着我国综合国力的不断增强,人民生活水平大幅提升,其对居住环境提出了更高的要求,建设低能耗、低排放的居住环境成为建筑行业的重要发展方向。相变储能材料是近年来出现的一类新型节能室内装修材料,文章针对该材料的优势及其在室内装修设计中的具体应用进行探讨,以期为相变储能材料及其在室内装修领域的创新发展提供参考。

浅谈相变储能材料在冷链物流运输过程中产生的影响

近年来,随着社会对于药品、食品质量安全问题的关注与重视,市场对于冷链物流运输的需求也逐渐增加。肉类、果蔬、水产品三类食品在我国的农业运输效率普遍较低,不能全面满足人们对于冷链物流市场的具体需求。现存的冷链物流运输过程普遍采用干冰或制冷机组的冷藏车制冷模式。

室内装修设计中相变储能材料的应用

室内装修设计主要是对室内的空间界面进行施工或布置,以达到工程完善、感官美化、使用方便的目标。随着时代发展,室内装修设计在我国已逐渐成为一种朝阳产业,具有十分广阔的发展趋势与发展前景。然而,我国建筑行业存在的部分问题与误区,使得室内装修设计工程存在一定隐患和弊端。例如,保温隔热材料以及防潮、防火、防腐材料等一系列功能性材料的处理,通常会因设计和施工人员的无知或偷工减料,而遗留诸多安全隐患;使用传统高排放、高能耗、高污染的能源,造成了巨大的浪费。为充分保障我国建筑行业以及室内装修设计行业的长远发展,要及时转变行业的经济增长模式和能源消费方式,使能源消费方式向着低排放、低污染、低能耗进行高效转变。

无机水合盐相变储能材料研究进展

无机水合盐相变储能材料(PCMs)具有化学性质稳定、工作温度恒定、相变温度适中、相变潜热及导热系数大、潜热值高、成本低等优点,在实际的生产生活中具有广阔的使用前景和发展空间。然而,过冷、相分离、导热系数问题、循环稳定性差等问题限制了此材料的实际应用。主要介绍了无机水合盐相变储能材料最新的研究进展和成果、分类以及解决过冷度和相分离等问题的改性方法,最后,指出了目前水合盐相变储能材料存在的不足并对未来的重点研究方向做出了展望。

相变储能材料六水氯化钙的储热性能优化研究

六水氯化钙(CaCl_(2)·6H_(2)O)的相变温度约为29℃,相变潜热约180.0~190.8 J/g,因其潜热高,成本低,无毒等优点广泛应用于建筑材料中,但CaCl_(2)·6H_(2)O在实际应用中存在着储热性能差、衰减严重等缺点。通过差示扫描量热法(DSC)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射法(XRD)对比了CaCl_(2)·6H_(2)O在改性前后的潜热性能、形貌及晶体结构差异。结果表明,通过对CaCl_(2)·6H_(2)O的水含量进行精确调控,材料的相变潜热从158.6 J/g提升至194.8 J/g,潜热存储能力得到极大的提升。

导电复合相变储能材料的制备及温敏响应性能

为探究相变储能材料聚乙二醇(PEG)的加入对多壁碳纳米管/聚乳酸(PLA/MWCNTs)复合材料的热力学稳定性、导电性能、力学性能和温敏响应行为的影响,采用溶液-熔融共混的方法制备了PLA/MWCNTs/PEG复合材料。PEG的加入能够提高PLA/MWCNTs/PEG复合材料的结晶性能和韧性,添加30%的PEG时,复合材料的起始结晶温度从109.2℃提升至126.5℃,断裂伸长率从11.2%提升到160.6%。等温-电阻测试数据表明,PLA/MWCNTs/PEG复合材料具有较高的导电稳定性能,并随着等温温度的提高,PLA/MWCNTs/PEG复合材料实现了从PTC到NTC效应的转变。此外,在不同温度的循环电阻测试中发现,随着热处理温度(T_(end))的提升,复合材料的最大电阻值呈现上升趋势,复合材料的灵敏性得到改善;复合材料在热处理温度T_(end)=140~150℃的循环温度区间内,PEG的储能效果在降温过程中变得尤为显著,能够释放能量维持复合材料电阻性能的稳定。为制备具有柔性的高灵敏性的温度传感器提供了借鉴。

石蜡基高热导率相变储能材料的制备

针对相变蓄能材料的相变点调节和热导率增强的问题,通过熔融混合法制备了一种低相变温度、高潜热的C14~C18石蜡基共熔相变材料,通过DSC和塔曼图对C14~C18混合物进行了分析,确定了共熔物的组成为84.4 wt%C14~15.6 wt%C18,熔点和相变焓分别为1.0℃和205 kJ/kg。基于C14~C18石蜡共熔物作为相变储能材料,以5种不同压缩密度的膨胀石墨作为吸附基质,制备了C14~C18/EG复合材料。通过SEM、FT-IR、XRD表征了微观结构和形貌,通过DSC和HOT-DISK热常数分析仪测试了储能性能和导热性能,并探讨了不同压缩密度的膨胀石墨与复合材料的相变焓以及热导率的关系。实验结果表明:在实验条件范围内,相变焓与压缩密度成正比,热导率与压缩密度成反比;在100次吸放热试验后,样品形貌和热性质未发生变化,复合材料具有良好的循环稳定性和热稳定性。复合相变储能材料在低温储存领域具有应用潜力。

铁尾矿与采剥废石基多孔陶瓷复合相变储能材料的制备与表征

将铁尾矿与采剥废石制成的多孔陶瓷作为相变储能材料基体,同时将熔融石蜡、石墨、石墨烯混合搅拌30 min作为相变材料,最后采用熔融真空压注法将相变材料注入相变储能材料基体得到一种铁尾矿与采剥废石基多孔陶瓷复合相变储能材料(IT-WR@SCY/PCMs)。通过抗压、耐酸碱性和热导率测试及热循环试验等对IT-WR@SCY/PCMs的力学和物理化学性质进行了研究,并采用扫描电子显微镜(SEM)、差热-热重分析仪(DSC-TG)等对IT-WR@SCY/PCMs的微观结构进行了表征,结果表明:5种配比下IT-WR@SCY/PCMs的平均抗压强度为14.73 MPa;在微沸酸碱溶液中浸泡2.5 h的平均质量损失率分别为5.9%和2.4%;相较于石蜡,添加20%石墨和20%石墨烯的复合相变储能材料(IT-WR@SCY/GPCPCMs20和IT-WR@SCY/GCPCMs20)的导热率分别提高了120.83%、266.67%,为0.53、0.88 W/(m·K),相变潜热分别损失了44.50%、27.09%,为126.22、165.92 J/g;经100次熔化-凝固热循环后,IT-WR@SCY/PCMs的质量损失率仅为0.621%。IT-WR@SCY/PCMs的物理强度高,储热性能稳定,具有较长的使用寿命,在军事伪装、建筑节能等领域具有广阔的应用前景。

黄金尾矿/粉煤灰制备相变储能材料及其性能研究

尾矿是一种错位资源,其综合利用受到广泛关注。一些尾矿具有丰富的孔隙结构和较大的比表面积,可以作为相变储能材料的载体,应用于相变储能领域。以黄金尾矿混合粉煤灰作为基础骨架材料,太阳盐作为相变储能材料,采用冷压缩热烧结法制备了相变储能材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热法(DSC)和激光导热仪(LFA)表征了相变储能材料的热物理性能、化学相容性、导热性能。结果表明,当黄金尾矿含量为22.5%、粉煤灰含量为22.5%、太阳盐含量为55%时,复合材料各方面性能最佳且具有良好的化学相容性,最大潜热为53.81 J/g,导热系数为0.27 W/(m·K),抗压强度达到33.7 MPa。样品在经过100次热循环后,仍具有优异的储热性能。利用尾矿制备相变储能材料具有良好的可行性,为尾矿资源化利用提供了一种新途径。

新型相变储能材料在建筑工程中的应用

相变储能材料是一类利用在某一特定温度下发生物理相态变化以实现能量存储和释放的储能材料,具有储热密度高、放热速率快、蓄热温度分布均匀等优点。在建筑工程应用中,它可以有效降低建筑结构中的温度波动,达到节能减排的目的。为了提高新型相变储能材料在建筑工程中的应用成效,本文对基于淀粉、纤维素、木质素为载体的新型相变储能材料特性展开研究,对其在屋顶隔热、墙体保温、玻璃暖房、太阳能光伏发电等领域的应用也进行了分析,还对其未来的发展方向提出了展望和见解。希望能更好地促进新型相变储能材料与其他建筑节能技术相结合,进一步提升相变储能材料的应用范围和应用效果。

预处理方法对炭化木基复合相变储能材料性能的影响

以天然轻木(NW)为原料,采用水热预处理和酸性亚氯酸钠预处理方法分别脱除半纤维素和木质素,制得脱半纤维素轻木(HW)和脱木质素轻木(LW);再经炭化后分别得到未处理炭化木(CW)、脱木质素炭化木(CLW)和脱半纤维素炭化木(CHW);进一步封装石蜡(PW)后制得炭化木基复合相变储能材料CLWP和CHWP。采用SEM、FT-IR、XRD、TG/DTG和N 2吸附/脱附等方法,分析了化学成分脱除和炭化过程对轻木基体的影响。研究结果表明:脱半纤维素和脱木质素处理均不会破坏轻木原有的三维多孔蜂窝状结构,也不会破坏纤维素的结构,且HW的热稳定性优于LW;而经炭化处理后炭化木的体积明显变小,CHW的体积收缩率为56%,低于CLW(60%);同时CHW比表面积达到了127.2 m^(2)/g,高于CLW的102.9 m^(2)/g。CLWP和CHWP的封装效率分别为93.2%和96.1%,熔融潜热分别为187.6和193.7 J/g,石蜡很好地填充在2种炭化木的微米级孔道中,封装过程中仅发生物理结合,不存在化学反应。在模拟太阳光照下,CHWP和CLWP均能利用太阳光将自身温度加热至55℃以上,且CHWP在加热和冷却过程中温度均略高于CLWP,表明脱半纤维素预处理的炭化木所制备的复合相变储能材料具有更优的光热转换效率及温度调节能力。