纳米复合相变储能材料性能研究

发布时间：2019-03-29 10:35

【摘要】：随着日益严重的能源危机,相变材料作为一种新型的节能环保储能材料已成为能源材料领域的研究热点。水和盐作为相变材料具有相变潜热高、导热性好和相变温度低等优点,从而成为目前最受瞩目的储能材料之一。CH3COONa·3H2O水合盐(简称SAT),熔点为58℃,相变潜热高达264.0 k J/kg,但过高的熔点以及严重的过冷度和相分离现象限制了它的适用范围。因此,降低SAT的熔点,抑制其过冷和相分离成为国内外SAT研究的重点。本论文主围绕降低SAT相变温度、改善过冷和相分离、制备SAT纳米复合材料展开深入研究,主要结论如下:1.以尿素、纳米Si O2成核剂为添加剂,采用低温共混法制备SAT/Urea/纳米Si O2复合相变储能材料,研究添加剂对复合相变储能材料相变温度、结晶过程、过冷和相分离影响。研究结果表明:复合材料的熔点由SAT的58℃降低到32.8℃,在SAT/Urea混盐体系中加入纳米Si O2成核剂,复合材料过冷度由22.8℃降低到2.8℃,下降87.7%;相变过程无相分离现象产生;复合材料结晶速度由72h缩短到40min,纳米Si O2成核效果明显;纳米复合材料相变潜热值降低13.8%,为186.4k J/kg。2.以纳米蒙脱土为成核剂与定形剂,采用熔融插层法制备SAT/Urea/纳米蒙脱土纳米复合相变储能材料,研究了纳米蒙脱土对复合材料的成形性、过冷度、相分离和热性能稳定性影响,通过FT-IR、XRD、DSC、SEM等测试手段进行表征。研究结果表明:纳米蒙脱土与SAT/Urea相变储热材料为物理混合,纳米蒙脱土片层均匀分散在熔融混盐相变材料中,相互搭建形成腔体结构,使复合材料相变前后能够有效的保持其定形结构;复合材料在结晶过程中,纳米蒙脱土片层起到成核作用,过冷度由23.0℃降低到4.0℃,降低19℃,成核效果明显;同时DSC曲线“双峰”现象说明过量的剥离形态纳米蒙脱土片层也一定程度抑制复合相变材料结晶形成完美晶体,减小了晶粒尺寸;复合材料的熔融焓为132.0k J/kg,经过20次融化-凝固循环相变测试后热性能稳定,无相分离。3.选择SAT/Urea混盐相变储热材料,研究外界干扰法(超声波处理)对SAT/Urea的融化-结晶过程影响,以及对SAT/Urea相变过程中出现的过冷以及相分离改善。研究结果表明:在SAT/Urea混盐相变材料的融化过程中引入超声波,使融化时间缩短10min,混盐相变材料无相分离现象;在相变材料的降温过程中引入超声波作用,可诱导混盐相变材料结晶,样品在22.6℃开始出现晶粒,过冷度为10.2℃,降低44.7%,最短可在44min内完成整个结晶过程,并且超声波处理时间越长,结晶过程越剧烈,结晶过程用时越短。
[Abstract]:With the increasing energy crisis, the phase-change material as a new energy-saving and environment-friendly energy storage material has become a hot topic in the field of energy materials. The phase-change material has the advantages of high phase-change latent heat, good thermal conductivity and low phase-change temperature, thus being one of the most attractive energy-storing materials at present. The melting point of CH3COONa 路 3H2O (SAT), the melting point is 58 鈩，

本文编号：2449445