论文部分内容阅读
无机水合盐类相变储能材料在太阳能中、低温相变储能材料中占有重要的位置。其具有潜热值高,储能密度大,热导率较有机类高,价格低廉易得等优点。但也存在两个致命缺点:过冷和相分离,因此这两个问题成为了无机水合盐类相变储能材料需要迫切解决的难题。本文选取了相变潜热较大,适合于太阳能采暖和热利用的三种无机水合盐相变储能材料进行了改性:添加成核剂后与膨胀石墨进行真空吸附制备复合定型“固-固”相变储能材料。并对其过冷度度和相分离作了分析和试验测试,结果表明采用本文制备方法制成的复合相变材料具有过冷度小,无相分离、无泄漏、导热率高,性能稳定等特点。膨胀石墨对无机水合盐具有较好的成核性能,未添加成核剂时,5%的膨胀石墨可使十水硫酸钠的过冷度从13.6℃降低到2.5℃;10%的膨胀石墨能将三水乙酸钠的过冷度由38℃以上降低到14℃左右;1%~3%的膨胀石墨使八水氢氧化钡的过冷度由11.4℃降低到4℃左右。其作用机理是固态的膨胀石墨为晶体提供了结合位点,降低了结晶所需的驱动力,从而使过冷度降低。十水硫酸钠/膨胀石墨复合定型相变储能材料的较优组成为2%硼砂+8%EG+90%Na2SO4·10H2O,此时复合材料过冷度小于0.6℃,潜热为225.77 kJ/kg,体储能密度为218.09 MJ/m3,此外热导率也得到提高。与只添加成核剂硼砂的十水硫酸钠相比,可缩短储热时间52.6%,放热时间缩短55.1%;经过500次储热/放热循环后也无性能衰减;相变体积变化小、无液态产生,封装方便。膨胀石墨/三水乙酸钠复合定型相变材料较优性能配比为91%CH3COONa·3H2O+6%EG+1%Na2HPO4·12H2O,此时相变潜热为233.5 kJ/kg,无过冷和相分离,与只添加成核剂磷酸二氢钠相比储热时间可缩短75.3%。膨胀石墨/八水氢氧化钡复合定型相变材料较优性能的配比为93%Ba(OH)2·8H2O+6%EG+1%KH2PO4,此时复合相变材料相变时无液态渗出,相变潜热为248.3 kJ/kg,过冷度小于0.5℃,与纯物质相比储热时间可缩短45.1%,放热时间缩短54.5%。