定形复合相变储能材料实验研究

提出了研制一种定形的复合相变储能材料,通过实验分析了所研制的储能材料的融点、融解热、热稳定性及微相结构等性能。该储能材料是由2种相变材料组成,通过物理吸附的方法将其复合在固态支撑材料中。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(TG)测定其热稳定性,并用扫描电镜(SEM)观测了材料的微相结构。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,因此可被应用于储能和热能回收系统中。

高性能定形复合相变储能材料的制备及热性能

对现有定形复合相变材料的制备方法进行改进,采用'熔融吸附-模压成型'的方法,以硬脂酸(stearic acid,SA)为相变材料,膨胀石墨(expanded graphite,EG)为多孔基体,制备了16种不同参数的样品,并对其进行了微观形貌表征、热物性测试、热稳定性研究及热性能分析。相关研究表明:SEM微观形貌显示样品内部出现致密的石墨片层结构,SA均匀分布在石墨片层中,且压块密度越大,片层结构形态越规则;DSC测试结果显示样品几乎没有过冷度,EG的加入与压块处理对SA本身的相变潜热和相变温度几乎没有影响;Hot Disk测试结果显示EG的加入显著提高了样品的轴向和径向热导率,随着EG含量的增加,径向热导率高达23.77 W·m-1·K-1,发现两个方向上热导率的差异随压块密度的增加而增大,最大相差5.4倍;储/放热循环实验发现压块密度越大、EG含量越低的样品,SA越容易发生泄漏;通过成型密度及质量配比的优化可实现对复合材料的热稳定性调控,发现EG质量分数为25%、密度为950 kg·m-3的样品具有较好的综合性能。与传统定形复合相变材料的成型方法相比,该方法可进一步提高复合相变材料的综合热性能,与纯相变材料相比其热导率可提高130倍以上,且具有简单易操作的特点。

棕榈酸定形复合相变材料研究进展

棕榈酸因存在热导率低和物态相变时易泄漏的缺点,限制了其在诸多领域的发展和应用。棕榈酸定形复合相变材料以支撑材料为基体,将棕榈酸分散在基体材料中,不仅有效解决棕榈酸的泄漏问题,而且基体材料的加入还能提高复合相变材料的热导率。综述了基于不同基体材料的棕榈酸定形复合相变材料的研究进展,指出了棕榈酸定形复合相变材料的不足之处,并展望了其未来研究方向。

尾矿陶粒/正壬醛酰腙复合材料的制备、表征和相变储能性质

针对固液相变储能材料在相变过程中液体发生泄漏而缩短其使用寿命,甚至造成安全隐患问题,实验研究常压下自发浸渗法制备了一种低相变温度、高潜热的尾矿陶粒/正壬醛酰腙复合材料,通过红外光谱、紫外可见漫反射光谱、XRD和对N2吸脱附实验对复合材料进行了表征,测试了复合材料的热稳定性和相变储能稳定性。红外光谱和紫外可见漫反射光谱结果表明,尾矿陶粒与正壬醛酰腙之间作用力是氢键;XRD测试和N2吸脱附实验显示,在形成复合材料过程中,正壬醛酰腙钻入到了尾矿陶粒的孔结构中;TG和DSC测试结果表明,形成复合材料后热稳定性增强,在100次升温和降温循环试验后,复合材料的熔化潜热仅降低了1.10%,凝固潜热增加了0.40%,说明复合材料具有良好的循环稳定性和热稳定性。

膨胀蛭石基复合相变储热材料的制备及性能研究

文章以癸酸-棕榈酸(CA-PA)二元共晶物作为相变材料,膨胀蛭石(EVM)作为支撑材料,采用真空浸渍法制备癸酸-棕榈酸/膨胀蛭石复合相变储热材料(CA-PA/EVM)。通过FT-IR,DSC,TG,热循环等测试方法对癸酸-棕榈酸/膨胀蛭石复合相变储热材料的化学兼容性、储热性能、热稳定性及可靠性进行系统研究。结果表明:膨胀蛭石通过物理作用吸附癸酸-棕榈酸二元共晶物至其层状孔隙结构,且二者化学兼容性良好;癸酸-棕榈酸/膨胀蛭石复合相变储热材料的融化和凝固相变温度分别23.61,20.41℃,熔化和凝固相变潜热分别为67.22,64.87 J/g;膨胀蛭石中癸酸-棕榈酸的封装量可达52.22%,在工作温度下具有良好的热稳定性;癸酸-棕榈酸/膨胀蛭石复合相变储热材料经过100次热循环后仍保持良好的热可靠性,在建筑节能领域具有广阔的应用前景。

添加膨胀石墨的二十二烷-十二醇复合定形相变材料的性能研究

针对于太阳能PV/T系统相变材料热导率低、易泄漏的问题,本工作制备了二十二烷-十二醇/膨胀石墨复合定形相变材料并对其性能进行实验研究。本工作首先按照6∶4的比例制备了二十二烷-十二醇相变材料,然后采用熔融共混法制备了一系列膨胀石墨含量不同的复合定形相变材料。实验借助场发射扫描电子显微镜观察其微观结构,利用热流型差示扫描量热仪、热导率测量仪等仪器测量其潜热、热导率等参数,研究了材料的物理相容性、吸附性、循环稳定性,探究了膨胀石墨和二十二烷-十二醇的最佳配比及其各项性能。结果表明,当膨胀石墨质量分数为15%时,复合定形相变材料性能最佳,此时膨胀石墨足以将相变材料吸附,渗漏率仅为3.85%且无明显渗出,其熔化和凝固相变潜热分别为203.8 kJ/kg和-196.6 kJ/kg;在经过50次冷热循环后,其相变温度及潜热变化较小,热导率基本保持稳定,波动幅度仅为5.9%,质量损失较少,仅为0.0495 g,表现出良好的循环稳定性。研究为后续定形相变材料在太阳能PV/T系统中的应用提供理论数据支撑。

从热力学计算到定形体系的实验表征设计全金属复合相变材料

用于热能管理的复合相变材料(C-PCMs)利用其一个或多个低熔点活性相的可逆相变(如熔化—凝固)存储和释放热能作为潜热。同时,高熔点的惰性相可以提供额外的性能,如定形性和改善的导热性。从难混溶合金中可获得具有这些特征的全金属复合材料体系。本文将热力学计算和实验测试相结合,探讨二元(Al-In,Al-Sn,Al-Bi和Cu-Bi)和三元(Al-In-Sn和Al-Bi-Sn)难混溶合金在100~300℃的温度范围内用作C-PCMs的潜力。结果表明,将这两种方法相结合对于全面理解复合体系和找到满足设计需求的最佳解决方案十分必要,它克服了“试错”法浪费时间的弊端,并为模拟提供了高质量的数据。

复合相变储热材料的研究与发展

系统概括和评述了复合相变材料的制备方法及其研究进展 ,并介绍了研制有机 /无机纳米复合相变储热材料的创新思路及初步研究成果 ,提出有机

相变储能微胶囊的制备及其复合材料的研究进展

综述了微胶囊相变材料(MCPCM)的结构组成,重点介绍了微胶囊常见的制备方法,包括原位聚合法、界面聚合法、悬浮聚合法等,并对相变储能复合材料在节能建筑、流体强化传热、保温纺织品、军事隐身等领域中的应用研究进展进行了介绍,指出目前微胶囊相变材料在理论研究及实际应用方面存在的问题。

硬脂酸/膨润土纳米复合相变储热材料的制备、结构与性能

A nanocomposite phase change thermal energy storage material was prepared by intercalating stearic acid into the nano-layers of modified bentonite in liquid media. XRD patterns showed that the intergallery distance of the nanocomposite material was larger than that of modified bentonite owing to intercalating of stearic acid. The phase change temperature of the nanocomposite phase change material was different from that of stearic acid,and its phase change latent heat was equivalent to the calculated value based on the mass ratio of stearic acid in the composite. The experimental results of thermal energy storage and release indicated that the heat transfer rate of the nanocomposite material was obviously higher than that of stearic acid. After the nanocomposite experienced 1500 times cooling-heating cyclic test,its phase change temperature and latent heat showed little change,which suggested that the stearic acid/bentonite nanocomposite phase change material exhibited good stability of structure and properties. This method of intercalating organic phase change material into the nano-layers of bentonite provides a new route to prepare phase change materials with high performances.

硬脂酸/二氧化硅复合相变储热材料制备及性能研究

采用“溶胶-凝胶”工艺制备出具有不同硬脂酸质量分数的硬脂酸/二氧化硅复合相变储热材料,运用SEM、XRD和DSC等手段对复合相变储热材料的结构与性能进行了表征和测试。复合相变储热材料是硬脂酸嵌入到二氧化硅三维纳米网孔中形成的,其相变温度和相变潜热均随硬脂酸质量分数的增加而增大,且相变温度低于纯硬脂酸,相变潜热与对应质量分数下的硬脂酸相当。实验结果表明,硬脂酸/二氧化硅复合相变储热材料具有储热密度大、性能稳定以及导热系数较高等优点。

有机/无机纳米复合相变储能材料的制备

利用十六烷基三甲基溴化铵 (CTAB)嵌入到具有层状结构的膨润土层间 ,使膨润土层间得到改性 ;通过交换反应 ,使三羟甲基丙烷和新戊二醇嵌入膨润土层间而制得有机 /无机纳米复合相变储能材料。利用 X射线衍射 (XRD)和差示扫描量热法 (DSC)对制得的有机 /无机纳米复合相变储能材料进行了表征。

海泡石复合相变储能建筑材料的试验研究

利用多孔海泡石原矿和硬脂酸制备得到硬脂酸含量为35.5％的复合相变储能建筑材料通过TG／DTA、SEM的测试分析，表明硬脂酸与海泡石结合较好。复合相变储能材料的相变温度为52.2℃，在50.0℃～70.0℃之间有一个较大的吸热峰。在加热过程中。温度不超过148.5℃时，其失重率仅为2.4％：分析表明，该复合相变储能建筑材料在建筑节能、热能储备和绝热保温方面具有良好的应用前景。

环氧树脂-磷酸氢二钠复合相变储能材料的制备与性能研究

相变储能具有工艺简单、使用方便、成本低廉等优点,近年成为能量利用、系统控温等领域中的研究热点。研究以固化环氧树脂为载体材料、Na_2HPO_4·12H_2O为相变功能材料,获得了一种定形复合相变储能材料。实验制备材料的热分析、IR光谱等研究表明,获得的复合材料在低于100℃的温度段具有多个相变峰;总相变潜热较高;固化环氧树脂能较好地将Na_2HPO_4·12H_2O包裹,它们之间为简单的物理作用。

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 。

基于复合相变储能材料的研究进展

相变储能材料具有储热密度高,储热过程中温度变化非常小的优点。相变储能材料已广泛应用于热泵、太阳能利用等领域。本文综述了近些年来复合相变储能材料的研究状况,包括相变储能材料的制备、传热强化、相变过程数值模拟和应用等,并对复合相变储能材料的发展作了展望。

相变储能复合材料实验研究与分析

制备了一种形状稳定的相变储能复合材料 ,研究了多孔材料的孔隙特征。

沥青路面用复合定形相变材料调温效果研究

借助微胶囊法制备十四烷为相变材料的复合定形相变材料,采用DSC测试复合定形相变材料老化前后的热物性参数,通过直掺法制备调温沥青混合料,并采用调温试验测定不同配方、不同掺量复合定形相变材料的调温效果。结果表明:老化后,复合定形相变材料的相变起始温度与相变焓值均有一定程度的降低:相变材料100%为十四烷的复合定形相变材料在升降温阶段的相变起始温度分别降低了20. 3%、14. 3%,其相变焓值分别降低了13. 1%、12. 8%;相变材料由77. 84%十四烷与22. 16%液体石蜡组成的复合定形相变材料在升降温阶段的相变起始温度分别降低了38. 5%、15. 3%,其相变焓值分别降低了11. 4%、13. 3%。建议在沥青混合料配料计算过程中,考虑复合定形相变材料在老化过程中的质量损失率,以确保吸放热量保持稳定。相变材料为100%的十四烷的复合定形相变材料在升降温阶段的调温效果均为最优:在降温阶段,其掺量为0. 5%时的调温效果最优,在升温阶段,其掺量为0. 3%时的调温效果最优,建议针对复合定形相变材料在沥青混合料中的不同作用选取合理而高效的掺量。相变材料发挥的调温效果与相变起始温度与相变材料的含量密切相关。

球形粉煤灰基高温定形复合相变蓄热材料的制备与性能

研究了干压成型法制备球形高温定形复合相变蓄热材料的工艺.采用粉煤灰为陶瓷基体材料、金属铝为相变介质,以PVA作黏合剂,通过球形模具干压成型后,在室温至1 000℃程序控温及无保护气的条件下进行无压烧结,得到直径D为7.5mm的近球形高温定形相变材料,有望在高温球形堆积床蓄热器中加以应用.研究表明:相变介质含量、坯料量和素坯成型压力对材料的球形度及烧结稳定性有明显影响,烧结后相变介质由最初的单质铝转变为Al-Si共晶合金.当坯料量为0.35g、成型压力为0.6 MPa时,制备的D7.5mm球形材料铝含量可达57%(质量分数),球形度为0.92,密度为1.60g/cm^3,经20次热震后相变潜热为62.49J/g,相变温度峰值为577.33℃.

ZrO_2-硬脂酸系纳米复合相变储能材料的可行性研究

回顾了储能材料尤其是相变储能材料的发展及基本应用。对比前人研究成果,提出了使用ZrO2-硬脂酸系纳米复合材料作为相变储能材料的设想,并且结合现有的成果初步论证了ZrO2-硬脂酸系纳米复合相变储能材料的应用可能性。通过调节pH值等制备和改性参数使用共沉淀法或直接复合法,可以取代不能大批量生产的溶胶-凝胶法。并且由于ZrO2有着比SiO2更好的机械强度和耐高温性能,所以使用ZrO2代替SiO2,完全可以制备出有着类似于SiO2-硬脂酸系相变储能材料储热性能的复合材料。