[发明专利]一种相变储能材料

说明书

技术领域

本发明材料合成技术领域，尤其是相变储能材料的应用。

背景技术

相变储能材料能将暂时不用的能量储存起来，到需要时再将其释放，这就 可以缓解能量供求之间的矛盾,节约能源。利用相变储能材料的这个特性,可以将 其用在空调节能领域、太阳能领域、航空航天领域及电力等方面。由于单一的 相变材料在使用过程中性能不稳定,满足不了实际应用的要求,对相变材料的改 进,以及在复合相变储能材料方面的研究成了近年来的研究重点。

储能材料按储能的方式大体分为:显热储能、化学反应储能和潜热储能三大 类。显热储能是通过物质的温度变化来储存热能的,储热介质必须具有较大的比 热容。显热储能材料虽然在使用上比较简单方便,但是其材料自身的温度在不断 变化,无法达到控制温度的目的,并且该类材料储能密度低,从而使相应的装置体 积庞大,因此其应用价值不高。

潜热储能是利用相变材料在相变时吸热或放热来储能或释能的,这种储能方 式不仅储存的能量密度高,而且所用装置简单、体积小、设计灵活、使用方便且 易于管理。还有一个很大的优点:即这类材料在相变储能过程中材料近似恒温,因 此最具有实际应用前景,也是目前应用最多和最重要的储能方式。相变材料在太 阳能领域、储热储冷领域、空调建筑领域、以及航空航天领域中有着诱人的前 景。

当前相变材料研究的重点是对固—液相变材料利用中出现的问题进行改 进。固—液相变材料相变过程中需要解决的主要问题是有液相产生，因此使用 时必须对它进行封装，目前己出现的封装方法有：胶囊化技术，即把相变材料 用胶囊体材料封装起来；利用毛细管作用把相变材料吸附到多孔基质中；与高 分子材料复合制备定形相变材料。无机类固一液相变材料相变过程中易出现的 另一个问题是分层和过冷现象，使得对其的开发使用遇到了难题,对于过冷现象, 解决的办法有加成核剂或采用冷指法(即保留一部分冷区,使未融化的一部分作 为成核剂)；对于分层现象,解决的方法有:a.加增稠剂；b.加晶体结构改变剂；c.盛装 相变材料的容器采用薄层结构；d.摇晃或搅动。

参考“秦善；曹春峰；杨军；杨瑞霄.相变储能材料[P].2012. CN201110283068.1.”

秦善等发明公开了一种相变储能材料，包括：南极石、成核剂、增稠剂和 导热剂，所述成核剂为硫酸钡和六水氯化锶。与现有技术相比，该发明以硫酸 钡和六水氯化锶为成核剂，由于该成核剂与南极石之间的晶体结构特征、晶格 参数大小、物理性质等方面相匹配，并且配合添加增稠剂等成分，从而解决了 现有技术中相变储能材料过冷度大的问题。同时，由于南极石具有较大的相变 潜热，因此，该相变储能材料还具有相变潜热大的特点。实验结果表明，本发 明制备的相变储能材料过冷度只有0.4℃。

该发明只是将无机水合盐类作为一种相变储能材料，通过不同的合成参数 方法得到一种相变潜热相对较好的储热材料，但该材料还是存在相变潜热低， 循环稳定性差等缺点。

参考“汪晓东；张焕芝；武德珍.一种微胶囊复合相变储能材料及其制备方 法[P].2011.CN201010167076.5.”

汪晓东等发明公开了一种微胶囊复合相变储能材料及其制备方法，其微胶 囊壳材为二氧化硅，微胶囊芯材为相变储能材料，其中相变储能材料为石蜡类 有机固-液相变储能材料。将分散乳化剂按照0.2～0.5wt.％、溶剂水为 52.5-62.5wt.％、相变储能材料为18.75～31.5wt.％、无机硅源为15.5～18.75wt.％配 比，加入到反应容器中搅拌5～8h，在高于固-液相变温度3～8℃条件下使其分散 乳化均匀；然后向乳液中加入pH＝0.93-4.07的盐酸水溶液或pH＝8.0～12.0氢氧 化钠水溶液催化剂，将反应溶液自然冷却至室温，得到沉淀溶液，将反应得到 的沉淀物用水和石油醚的混合物洗涤，其中石油醚的质量百分含量为30wt.％， 再用去离子水进行洗涤、抽滤，将所得产物自然风干。本发明提高了相变蓄能 节能技术，具有自动调温的能力，物理化学稳定性好，抗裂、阻燃、耐磨，导 热系数高。

参考“杨振忠；金兆国；刘继广；屈小中.有机相变储能材料的微胶囊及其 制备方法[P].2009.CN200810103749.3.”