吴文昊 黄心宇 姚锐敏 陈人杰 李 凯 邹如强,*

(1北京大学工学院材料科学与工程系，北京100871；2北京防化研究院第一研究所，北京100191)

煤基碳泡沫/聚氨酯相变复合材料的制备及储热性能

吴文昊1黄心宇1姚锐敏1陈人杰1李 凯2邹如强1,*

(1北京大学工学院材料科学与工程系，北京100871；2北京防化研究院第一研究所，北京100191)

以煤基碳泡沫(CCF)作为骨架材料来封装改性固-固相变材料聚氨酯(PU)，并实现其功能化应用。使用场发射扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射仪(PXRD)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱仪、热重分析仪(TGA)、差示扫描量热(DSC)分析仪、热导测试仪对所得到的复合材料(PU@CCF)进行结构和特性表征。结果显示，聚乙二醇(PEG-6000)与异氰酸酯(HDI)反应制备聚氨酯的最优摩尔比例为1: 2，煤基碳泡沫可以很好地阻止聚氨酯从复合材料中泄露出来。相较于聚乙二醇，复合材料的导热率上升了54%，经过200次热循环，复合材料保持了良好的稳定性，而且其相变主体材料PU的过冷度降低了10°C以上。基于碳泡沫骨架良好的导电性，加载高于0.8 V的低电压就可实现聚氨酯电热相变储能，在1.1 V电压驱动下，其电热转换效率可达75%。该工作是目前报道的最低电压下可实现电热相变转换的复合功能材料，为实现低成本相变复合材料的制备与功能化提供重要参考。

相变材料；热能存储；导热率；碳泡沫；电热转换

1 引言

人类对能源的需求日益迫切，以热能存储为代表的储能技术逐渐成为人类科技发展的重要领域。相变材料作为热能存储的有效方法，能通过相态变化实现热能的存储与释放，显著减少能源的浪费，已成为学者们不懈追求的研究热点1,2。……