固-固相变储热材料的研究进展
2021-03-30周四丽张正国方晓明
化工进展 2021年3期
关键词:研究
周四丽,张正国,2,方晓明,2
(1 华南理工大学化学与化工学院,教育部强化传热与节能重点实验室,广东广州510640;2 广东省高效蓄热与应用工程技术研究中心,广东广州510640)
热能储存(储热)技术可用于解决热能在空间和时间上供求失配问题,不仅是提高热能利用效率的重要技术,而且还能在可再生能源的开发利用中起关键作用[1]。在显热、潜热和热化学等三种储热方式中,潜热储热技术具有储热密度大且工作过程近乎等温的优势,因而在电力移峰、电子器件和电池热管理、太阳能热利用以及建筑节能等诸多领域具有广阔应用前景[2]。在潜热储热技术中,储热介质是吸收和释放大量潜热的相变材料(phase change material,PCM)[3]。按 相 变 行 为 来 分,PCMs通常可分为固-液、固-固、液-气和固-气等类型;涉及气相的相变材料由于气体的产生存在体积变化较大的问题,因而对容器有较高的耐压要求。因此,常用的相变材料主要是固-液相变材料(SL-PCMs)和固-固相变材料(SS-PCMs)。
尽管SL-PCMs 的品种较SS-PCMs 多,但SL-PCMs 存在液相易泄漏、腐蚀性以及需要额外高成本封装缺陷。相比之下,SS-PCMs 具有以下优点:①无相分离现象且过冷度小;②体积变化小;③无泄漏,无需封装且易加工成各种形状;④无毒无腐蚀无污染,性能稳定,使用寿命长等[4],因而是值得大力发展的一类相变材料。SS-PCMs 通常是通过(固态)晶体或半晶相与另一(固态)非晶、半晶或晶相之间可逆的相变来吸收和释放热量[5]。目前,正在研究的且具有发展潜力的SS-PCMs 主要有多元醇类、高分子类及无机盐类。……
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