程晓敏，朱石磊，向佳纬，喻国铭，李元元



利用SiO2纳米颗粒增强硝酸盐储热材料比热容的实验研究

程晓敏1，朱石磊1，向佳纬1，喻国铭2，李元元1

（1武汉理工大学材料科学与工程学院，湖北 武汉 430070；2黄冈师范学院机电工程学院，湖北 黄冈 438000）

多元混合硝酸盐作为高温传热流体在聚光式太阳能热发电系统中具有良好的应用前景。本工作利用水溶液法，在具有较低熔点的NaNO3-KNO3-LiNO3三元共混合硝酸盐中掺入SiO2纳米颗粒，有效地提高了混合硝酸盐储热材料的比热容，其中掺入较低质量分数（0.0625%）的纳米颗粒比掺入较高质量分数（1%、0.25%）的纳米颗粒能获得更高的比热容。利用聚乙烯吡咯烷酮（polyvinylpyrrolidone，PVP）作为分散剂，增强了SiO2纳米颗粒在硝酸盐中的分散性，有效地缓解了制备过程中纳米流体中纳米颗粒的团聚。同时，本工作还研究了纳米颗粒的团聚对其增强比热容效果的影响，并通过使用分散剂，进一步提高了硝酸盐储热材料的比热容。最终结合上述关系，引入界面热阻和半固体层模型，讨论了掺入纳米颗粒增强硝酸盐储热材料比热容的机理。

比热容；硝酸盐；储热；纳米颗粒；聚乙烯吡咯烷酮

现今，由于化石能源储量的持续减少以及对温室气体排放的密切关注，如何高效使用能源已经成为世界关注的焦点。由于可再生能源在时间和空间上的非连续性，通过使用储热系统（thermal energy storage，TES），我们可以减缓供应和需求的不匹配，提高分布式能源的使用性能和可靠性[1-2]，从而实现可再生能源的持续供应。……