全球爆发的能源、环境危机使得不合理的能源结构迫切需要被调整。太阳能作为横跨新能源和节能环保两大领域的能源，被转化成各种形式的能量加以利用。其中，光热技术的发展是太阳能利用的重要方面。与其他发电方式相比，太阳能光热发电有非常明显的技术优势:一是太阳能利用效率高;二是技术兼容性好，可以与煤电、天然气、生物质等常规火电站实现系统接入联合循环;三是可以通过规模化储热实现连续发电;四是成本下降空间大。同时，在太阳能热发电中，储热系统是保证发电过程平稳的必不可少的配置。　　本文选取了耐高温、耐腐蚀性较好的铝酸盐水泥作为储热材料的胶结体和基体，分别添加了三种特征型不同反应活性的纳米材料(纳米SiO2、纳米MgO和纳米ZrO2)来优化水泥基储热材料的结构与性能;然后从提高热性能的角度，在纳米优化水泥浆体基础上，针对中温(350℃)、高温(900℃)应用背景，分别复合热性能优异的石墨粉、微纳米Cu粉材料进一步优化储热材料的热容和热导率;再通过消泡剂将功能优化和结构调控结合，得到了最佳优化配比。同时，在此基础上拓宽光热利用的体系，通过自制装置来测试复合储热材料的温升曲线。　　(1)纳米材料优化复合浆体的结构、提高力学性能和热学性能　　分别将1 wt％、2wt％、3wt％、4wt％和5wt％掺量的纳米SiO2、纳米MgO或者纳米ZrO2加入到铝酸盐水泥浆体，研究了不同热处理温度(105℃、350℃和900℃)后的纳米复合浆体的热性能、力学性能。研究发现，活性较高的纳米MgO和纳米SiO2对水泥水化加速期即固相形成阶段的有很大促进作用，明显降低了复合浆体孔隙率，不参与水化反应的纳米ZrO2对孔径的优化作用相对较弱。纳米材料对复合浆体热性能的提高突出表现在经过350℃和900℃热处理后的样品中，且小掺量效果更明显:其中，纳米MgO复合浆体经过350℃和900℃热处理后得到了较大的热容值，最大分别达到了1.93和1.62 MJ·m-3·K-1;纳米SiO2复合浆体经过350℃和900℃热处理后，其热导率值较其他两种纳米材料复合浆体要高，最大达到了0.88 W·m-1·K-1。经过900℃热处理后纳米MgO复合浆体的残余抗压强度较高，能达到50.0 MPa。填充型的纳米ZrO2复合浆体经过350℃和900℃高温处理后热导率下降的幅度相对较大。　　(2)热性能优异的功能粉末优化复合浆体的热学性能　　在纳米优化基础上，分别研究了5 wt％和10 wt％掺量的石墨粉以及5wt％、10wt％和15 wt％掺量Cu粉对复合浆体热学、力学性能的影响。其中，石墨粉体系主要针对是中温(350℃)储热的应用，随着石墨含量增加，热容和热导率都明显增加，残余抗压强度急剧下降。而与纳米SiO2或纳米MgO复合后，进一步提高热性能且能够缓解强度的下降。经过350℃热处理后，石墨-纳米SiO2和石墨-纳米MgO复合浆体的热容都能达到为2.60 MJ·m-3· K-1左右。Cu粉能高效应用于高温(900℃)储热。在升温过程中Cu逐渐氧化，产生了初步的不可逆的质量补偿，明显降低了孔隙率，同时随着Cu粉含量的增加，复合浆体的热容和热导率逐渐增大，经过900℃热处理后，复合浆体热容最高能达到1.88 MJ·m-3·K-1。　　(3)消泡剂材料优化复合浆体的孔结构和提高热性能　　通过对比0.1 wt％、0.3 wt％和0.5 wt％掺量消泡剂对纯铝酸盐水泥浆体性能和结构的影响，得到消泡剂最佳掺量为0.3 wt％，在此基础上，研究了复合储热材料的各项性能。石墨粉体系中，经过350℃热处理后的最大热容能够达到2.70MJ· m-3· K-1;Cu粉体系中，经过900℃热处理后的Cu粉复合浆体达到最大热容值为1.99 MJ· m-3· K-1。在此基础上，通过激光导热仪在高温状态下测试复合浆体的热容和热导率，功能Cu粉体系在900℃时的热容达到了4.11 MJ· m-3·K-1，高于国内外已有报道的混凝土储热材料的热容值。　　(4)自制装置测试复合储热浆体的温升曲线　　从太阳能光热应用的角度出发，分别通过自制的两种装置来测试温升曲线。在直接热源加热的装置中，测试时间为180m in，研究发现，功能粉末(Cu粉和石墨粉)对试样升温效率的作用较纯浆体明显，加入铜棒的试块的升温效率明显明显高于未加铜棒的;相同时间内，纳米SiO2-Cu或石墨粉体系实际温升效果比纳米MgO-Cu体系或石墨粉体系要好。将太阳光直接通过光热转换来应用，是未来太阳光热应用的重要前景。光热转换-储热测试装置中，测试时间为30 min，将选择吸收型光热转换Sm1-xSrxCoO3陶瓷材料与水泥基储热材料联合应用。发现功能粉末的加入对复合浆体升温速率都有明显提高，其中Cu粉复合浆体在初期的升温速率较好，石墨粉复合浆体则在后期升温速率较高。