碳纳米管/石蜡相变复合材料研究进展
2021-12-22戴远哲张振宇任首龙
材料工程 2021年12期
戴远哲,唐 波,张振宇,任首龙
(1 常州大学 石油工程学院,江苏 常州 213016; 2 江苏省战略与发展研究中心,南京 210000)
近年来,如何缓解化石能源应用对气候的影响已成为全球可持续发展的一个热点问题。自工业革命以来,全球经济和人口不断增长,能源需求程度加剧。因此,开发环境友好的可再生能源(如太阳能、风能、水能和海洋能等)迫在眉睫。但是,清洁能源具有间歇性,因此需要通过高效的储能蓄热材料和设备来解决此问题。热能存储(thermal energy storage,TES)是一种高效的间歇性能源利用技术,使用相变材料进行储能可以缩小热能需求和供应之间的差距,缓解能源危机,进一步提高能源效率。相变材料的设计和操作相对简单,具有良好的节能、环保和经济性。其中,有机相变材料具有相变温度范围广、应用方便、稳定性高、无毒、腐蚀性弱、过冷度低及可重复利用等优点,成为理想的储能材料[1-2],并被广泛应用于太阳能转换及存储、电子热管理、建筑节能、废热利用和峰值电蓄热系统等领域[3-7]。
石蜡作为有机相变材料中被研究和应用最广泛的一类,其是一种重要的石油产品,也可以由煤进行合成。石蜡的化学通式为CnH2n+2(烷烃混合物),在正常条件下,C1至C4的烷烃为气态,C5至C17的烷烃为液态,而C18及以上的烷烃为固态[8]。同时,烷烃的熔点随着碳原子数的增加而升高,因此可以将石蜡和烷烃按比例混合在一起得到熔点可调控的相变材料。此外,石蜡还具有较高的潜热值以及独特的热力学特性(如热化学稳定性高、熔融状态蒸汽压低、过冷度低等)[8]。……
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