纳米填料增强硝酸盐复合材料传储热性能的研究进展

硝酸盐凭借成本低、工作温度范围广等优点作为储热介质被广泛应用于聚光太阳能热发电系统。向硝酸盐中掺入纳米填料会使其传储热性能显著提高,可有效提高太阳能光热发电系统的发电效率。本文介绍了常见硝酸盐基纳米复合材料组分及制备方法,分析了纳米填料掺杂浓度和尺寸对硝酸盐纳米复合材料传储热性能的影响及其增强机制,最后指明硝酸盐纳米复合材料未来的研究方向。

石墨烯取向影响石墨烯/硝酸盐复合材料传热性能的分子动力学模拟

采用非平衡分子动力学(NEMD)方法,以二元硝酸盐Solar salt(NaNO_(3)和KNO_(3)质量比为6∶4)为基体,石墨烯为填料,研究了石墨烯取向对石墨烯/硝酸盐复合材料界面热导的影响。研究发现,随着石墨烯平面与热流方向夹角的减小,体系热流密度升高、温差下降,界面热导从46.36 MW·m^(−2)·K^(−1)提升至80.03 MW·m^(−2)·K^(−1)。对复合材料中的原子振动态密度和微观结构进行表征,结果发现,随着石墨烯与热流夹角减小,界面处的热流从跨石墨烯平面运输转变为沿石墨烯平面的高效率运输,且加入石墨烯后硝酸盐会形成密度较大的致密层结构。同时,采用有效介质理论拟合了微观尺寸的石墨烯/硝酸盐复合材料热导率,结果表明,石墨烯平行于热流方向时复合材料热导率最高,且增加石墨烯体积分数及长度均有助于复合材料热导率的增强。