儲熱的案例
相變儲熱及卡諾電池研究進展
圖3 管殼式相變儲熱單元傳熱結構的拓撲優化研究：(a) 肋片優化；(b) 流道優化
（2）梯級相變儲熱單元的熱力學特性研究
梯級相變儲熱可以存儲多品位熱能與冷能，符合“量熱度需、熱盡其用，溫度對口、梯級利用”的基本原則。然而，梯級相變儲熱的研究工作集中于理論分析和數值模擬，實驗驗證較少，尤其是中高溫梯級相變儲熱實驗。本研究搭建了中高溫三級相變儲熱實驗平臺，測量了儲熱單元內部的溫度變化，基于熱力學定律和火積原理開展了單個單元及整個梯級儲熱裝置的熱力學分析，研究了儲熱單元級數、進口溫度、流體流量等因素對梯級相變儲熱平臺熱力學性能的影響，驗證了梯級相變儲熱在傳熱與儲熱方面的優勢。本研究成果在合理的溫度、流量、壓力測試基礎上成功實現了最高溫度為450 ℃的熱能三級存儲，熱存儲效率、?存儲效率和火積存儲效率分別提升了23%、21%和24%。
圖4 梯級相變儲熱單元的熱力學特性研究
（3）小直徑比填充床相變儲熱單元流動與傳熱規律研究
填充床模型較多采用基于表征體元尺度的均勻模型，無法考慮真實情況下孔隙率的徑向波動，從而造成了速度場和溫度場與實際情況的偏離，這種現象在小直徑比填充床中尤為明顯。本研究建立了小直徑比填充床的三維隨機堆積模型，得到了小直徑比填充床孔隙率在徑向上的統計變化規律，研究了填充床內部流動、傳熱及儲熱性能與徑向孔隙率的耦合關系，探究了不同進口溫度和流量下的填充床流動、傳熱與儲熱特性。該研究成果拓展了當前填充床儲熱單元在小直徑比情況下的研究內涵。
圖5 小直徑比填充床相變儲熱單元流動與傳熱規律研究：(a) 數值模擬；(b) 實驗研究
四、卡諾電池系統的熱力學特性及經濟性研究
卡諾電池（也稱熱泵儲電）是基于熱力循環和儲熱（冷）技術發展而來的新型大規模儲能系統，并可由純儲電系統拓展為冷熱電聯供系統。
展開 莫雅超 等：CaO/Ca(OH)2核殼結構顆粒的制備及其儲熱性能
作者：莫雅超 閆君 趙長穎
單位：上海交通大學工程熱物理研究所
引用：莫雅超,閆君,趙長穎.CaO/Ca(OH)2核殼結構顆粒的制備及其儲熱性能[J].儲能科學與技術,2022,11(12):3828-3835.
DOI：10.19799/j.cnki.2095-
4239.2022.0400
摘 要 熱化學儲熱具有儲熱密度高，可實現跨季節儲熱的優點。在中高溫儲熱領域，氧化鈣/氫氧化鈣儲熱系統目前仍存在儲熱材料易結塊、難以流態化等問題。本文通過在氫氧化鈣顆粒外包覆一層燒結的碳化硅陶瓷殼的方法，制備了一種可用于氧化鈣/氫氧化鈣儲熱系統的具有核殼結構的儲熱顆粒。研究表明，該核殼結構顆粒殼體和芯體的內部孔隙呈現出不同的孔徑分布，殼體的孔徑大于內部芯體的孔徑，因此殼體的包裹對于內部氫氧化鈣的儲放熱反應進程影響較小，相對于純氫氧化鈣，核殼結構顆粒在反應速率和力學性能方面也有所提升。表征結果顯示，顆粒的殼體化學性質較為穩定，不會與氫氧化鈣發生反應導致儲熱密度的降低。此外，該核殼結構顆粒具有較好的循環穩定性，在空氣氛圍下，對所制備顆粒進行了25次儲放熱循環，發現該顆粒儲熱密度的下降在20%以內且未發生開裂和破碎。顆粒儲熱密度的下降是由于氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳反應生成了碳酸鈣，經過高溫煅燒除去碳酸鈣后，顆粒的儲熱密度可恢復至初始儲熱密度的96.7%。綜上，本工作制備儲熱顆粒對熱化學儲熱技術的實際應用具有重要意義。
關鍵詞 熱化學儲熱；氫氧化鈣；造粒
隨著“雙碳”目標的提出，我國能源結構面臨從化石能源為主向清潔能源為主的轉型。目前，太陽能、風能等清潔能源由于波動性較大，短時間內難以成為能源結構的主體。
展開 電力“國家隊”看好哪些長時儲能技術？
熔鹽儲熱：大規模儲熱
熔鹽儲熱是一種熱儲能技術，以儲熱材料（熔鹽）為媒介，將太陽能光熱、地熱、工業余熱、低品位廢熱或者由電能轉換來的熱能儲存起來，在需要的時候釋放，既可用于發電，也可用于工業供汽或民用采暖。
熔鹽儲熱技術儲熱功率可以達到百兆瓦級別，且可以實現單日10小時以上的儲熱能力，使用壽命可達30年以上。但其面臨熔鹽質量難以把控的問題。若熔鹽中雜質較多，會影響產品性能，從而影響儲換熱效率，嚴重時可能腐蝕設備管道或堵塞管道，導致系統癱瘓。
據CNESA（中關村儲能產業技術聯盟）儲能產業研究白皮書2021相關數據，全球投運的儲能項目累計裝機達191.1GW，其中熔鹽儲熱累計3.4GW。而中國投運的儲能項目累計裝機達35.6GW，其中熔鹽儲熱累計0.5GW，主要應用在光熱發電項目。
參與熱儲能賽道的電力央企不在少數。
上海電氣集團股份有限公司中央研究院（下稱上海電氣中央研究院）技術總監張艷梅曾在行業論壇上介紹，近年來，上海電氣中央研究院基于其所開發的熔點低、儲熱密度高的熔鹽儲熱材料，自主開發了單/雙罐熔鹽儲熱系統，并分別在實驗室及工程項目上得到了成功應用。
2021年1月30日，國家能源集團北京低碳清潔能源研究院MW級高溫儲熱中試裝置在河北省張家口市某美麗鄉村清潔供暖項目中完成900℃的升/降溫運行工作，裝置最高儲熱溫度達912℃，效率達到97%以上。該供暖項目是由低碳院投資建設的第一個基于自主研發的煤基儲熱材料的電供暖項目，儲熱功率1MW，儲熱量8MWh，可為當地1萬余平方米提供居民供暖。
3月21日，青海省能源局發布“揭榜掛帥”新型儲能示范項目中榜公示表，其中，“儲熱發電”一項——高倍率熔鹽儲能供熱和發電示范項目，中榜企業為國家能源集團龍源（青海）新能源開發有限公司。
展開 哪種技術路線能支撐起長時儲能的大旗
2.6、熔鹽儲熱：光熱電站的配儲系統
2.6.1、原理：依靠熔鹽介質儲存熱能
熔鹽儲熱通過儲熱介質的溫度變化、相態變化或化學反應，實現熱能的儲存與釋 放。儲熱介質吸收電能、輻射能等能量，儲蓄在介質內，當環境溫度低于介質溫 度時，儲熱介質可將熱能釋放出來。熔鹽儲熱是大規模中高溫儲熱的主流技術方向。儲熱技術可分為顯熱儲熱、相變 儲熱和熱化學儲熱三類。目前，顯熱儲熱技術成熟度最高、價格較低、應用較為 廣泛；潛熱儲熱是研究熱點；而熱化學儲熱尚未成熟。其中，熔融鹽為常用的中 高溫顯熱儲熱介質，具備較寬的液體溫度范圍，儲熱溫差大、儲熱密度高，適合 大規模中高溫儲熱項目。
2.6.2、優劣勢：熱發電場景中的儲能介質
優勢：熔鹽作為儲熱介質，成本較低，工作狀態穩定，儲熱密度高，儲熱時間長， 適合大規模中高溫儲熱，單機可實現 100MWh 以上的儲熱容量。劣勢：能量轉換方式決定了熔鹽儲熱只有應用在熱發電的場景下才會有經濟優 勢。熔鹽是通過儲存熱量的方式來儲存能量的，如果需要儲存的是電能，那整個 流程中需要完成“電能——熱能——電能”的轉換，效率很低。因此，熔鹽儲能 只能應用在采用熱能發電的場景中，作為能量的存儲介質，如光熱發電、火電廠 改造等；或者應用在終端能量需求為熱能而非電能的場景，如清潔供熱。
（1）光熱發電：熔鹽儲熱將儲熱和傳熱介質合為一體，簡化電站系統組成。作 為光熱發電的配套儲能設施，熔鹽儲熱系統可提高太陽能的利用率，減少功率波 動，促進電網穩定輸出。（2）清潔供熱：熔鹽儲熱系統的熱能利用效率高，可實現余熱、廢熱的回收利 用，為工業園區的食品加工、紡織等企業提供穩定持續的蒸汽、熱風等高品質熱 源。（3）火電廠改造：在火電廠加裝熔鹽儲熱設備，可將其改造為儲能調峰電站， 靈活輸出電力，儲熱可轉化成蒸汽為用戶供熱，提高電廠經濟效益。
展開 
【CAE案例】太陽能煙囪發電站設計對發電功率輸出的影響
土壤深度5米處的溫度一般可以取300K，底面傳熱系數計算公式為：
t=0為午夜，
集熱器的透明罩透射率
煙囪壁面設置為絕熱且無滑移：
對于第二種電廠模型，由于水介質層的厚度很小（0.1m）且被封閉在固定區域內，因此只考慮熱傳導。
03 數值方法與驗證
本研究的數值模擬使用CDF仿真軟件與syrthes耦合。為了驗證數值代碼的準確性，使用Manzanares電站的實驗數據進行了對比，結果如圖3、圖4和圖5所示，曲線1表示實驗數據，曲線2表示計算結果。結論認為，與在Manzanares電站獲得的實驗數據的比較證明了數值模型是可以被認為是有效的。
圖3：煙囪入口溫度對比Manzanares實驗數據
圖4：煙囪入口速度對比Manzanares實驗數據
圖5：氣流發電機功率對比Manzanares實驗數據
04 結論分析
第一種儲熱系統只由土壤組成(SCPP1)；第二鐘儲熱系統除了土壤部分外，還有一個10cm厚的水管層，覆蓋于集熱器的整個表面。圖6展示了煙囪平均流體速度的單日演變。速度的變化規律與太陽輻射的變化規律相同。煙囪入口流速在白天的最大速度出現在土壤儲熱系統(SCPP1)的情況下；另一方面，夜間的最大速度出現在土壤與水管組成的儲熱系統(SCPP2)的情況下。
圖6：兩種儲熱系統的煙囪入口速度對比。1-SCPP1, 2-SCPP2。
然而，對于氣流輸送的能量功率（圖7），SCPP2的輸送功率效果明顯更好，因為它允許工廠在日落后還能長時間保持更高功率運行。這樣可以提高發電效率，如圖8所示。
展開 這次太陽能發電主角 很像你家炒菜的鹽
傳熱儲熱的“好幫手”
“光伏發電雖易施工、易維護，但占地面積大、受天氣條件影響大，陰天發電量很低，夜晚不發電。”王福家介紹，采用成熟儲熱技術的光熱發電可實現全天24小時穩定持續供電，相對于風電和光伏不穩定不可調的缺陷，光熱發電對電網更友好，可以說是人類利用太陽能的“好幫手”。
“好幫手”有個學名叫“熔融鹽”，在熔融鹽光熱發電的過程中，傳熱儲熱的“中介”就是“鹽”。熔融鹽是鹽的熔融態液體，形成熔融態的無機鹽，其固態大部分為離子晶體，在高溫下熔化后形成離子熔體。
有論文表示，太陽能熱發電被認為是可再生能源發電中最有前途的發電方式，而傳熱儲熱技術是太陽能高溫熱發電的關鍵技術。
“基本原理是把太陽的熱量收集起來，把能量轉入鹽中使其融化，鹽的溫度能達到幾百攝氏度，再通過它傳熱。”王福家說。在整個發電裝置中，會涉及到3個主要部分，一是太陽能的匯集，二是熔融鹽的存儲，三是能量交換和轉換。
“鹽在集熱管中，不對外接觸，并且在管中不斷流動。”王福家解釋，“太陽能匯集的原理就和小學自然課本上那個聚光的‘鏡面大鍋’有些相似，比如槽式太陽能熱發電就是利用拋物線形的聚光鏡，將太陽光的熱能聚合到集熱管，使得集熱管中的鹽升溫，直至熔化成液態。”
高溫的液態鹽循環流動，通過熱量交換的循環將水變成水蒸氣，再用蒸汽推動汽輪機，從而實現發電。王福家解釋，整個過程中，熔融鹽和水互不相見，都是可以循環利用的。
配比是難點，選鹽需謹慎
這個叫“鹽”的媒介并不一定是食鹽（氯化鈉），而是各種無機鹽，例如氯化鉀、硝酸鉀等。可以是同一類熔融鹽按照一定比例混合，也可以是不同種類的熔融鹽按照一定的配方混合，形成多種新型混合共晶熔融鹽。
展開 中國首個百兆瓦級熔鹽塔式光熱電站并網發電
據中新社報道，2018年12月28日，中國首個百兆瓦級熔鹽塔式光熱電站在甘肅敦煌并網投運，這是全球聚光規模最大、吸熱塔最高、儲熱罐最大、可24小時連續發電的100MW級熔鹽塔式光熱電站，標志著中國成為世界上少數掌握百兆瓦級光熱電站技術的國家之一。圖為12月25日，航拍鏡頭下的占地7.8平方公里的場區內，逾1.2萬面定日鏡以同心圓狀圍繞260米高的吸熱塔，其通過聚光吸熱、儲能換熱等環節將太陽光轉化成電能，為千家萬戶送去清潔能源。
據中新社報道，2018年12月28日，中國首個百兆瓦級熔鹽塔式光熱電站在甘肅敦煌并網投運，這是全球聚光規模最大、吸熱塔最高、儲熱罐最大、可24小時連續發電的100MW級熔鹽塔式光熱電站，標志著中國成為世界上少數掌握百兆瓦級光熱電站技術的國家之一。圖為12月25日，航拍鏡頭下的占地7.8平方公里的場區內，逾1.2萬面定日鏡以同心圓狀圍繞260米高的吸熱塔，其通過聚光吸熱、儲能換熱等環節將太陽光轉化成電能，為千家萬戶送去清潔能源。
據中新社報道，2018年12月28日，中國首個百兆瓦級熔鹽塔式光熱電站在甘肅敦煌并網投運，這是全球聚光規模最大、吸熱塔最高、儲熱罐最大、可24小時連續發電的100MW級熔鹽塔式光熱電站，標志著中國成為世界上少數掌握百兆瓦級光熱電站技術的國家之一。圖為12月25日，航拍鏡頭下的占地7.8平方公里的場區內，逾1.2萬面定日鏡以同心圓狀圍繞260米高的吸熱塔，其通過聚光吸熱、儲能換熱等環節將太陽光轉化成電能，為千家萬戶送去清潔能源。
據中新社報道，2018年12月28日，中國首個百兆瓦級熔鹽塔式光熱電站在甘肅敦煌并網投運，這是全球聚光規模最大、吸熱塔最高、儲熱罐最大、可24小時連續發電的100MW級熔鹽塔式光熱電站，標志著中國成為世界上少數掌握百兆瓦級光熱電站技術的國家之一。
展開 新能源車的熱管理系統，到底在為消費者管理什么？
我們看到之前有人調侃“電動爹”，一個是吐槽里程短，還有一個是吐槽買了電動車，冬天開車需要蓋被子，一方面是因為熱得慢，另一方面是因為會加速歷程衰減。對于一臺好的電動汽車來說，是必須要解決電動汽車的加熱性能和電耗問題的（客戶最大的痛點）。
LYRIQ的BEVHEAT高效熱管理系統采用了直接式熱泵，和我們通常見到的加熱水路的間接式熱泵相比效果更好，因為直接式熱泵一方面可以更快地在車廂內吹出熱風，迅速溫暖乘客座艙，使車內到達適宜的溫度。根據設定的測試驗證情況來看，把LYRIQ放到低溫倉里面，在-10℃的氣溫狀況下，僅需2分鐘，出風口溫度就能達到45℃。
●能夠充分利用充電樁的能量
LYRIQ在連接充電樁時，除了充電，還有一個貼心的儲熱功能。這個儲熱功能，可以讓車輛待出發時和行駛中有一個更佳的狀態，帶來更舒服、省心的用車體驗。
具體來看，在充電樁通電的情況下，整車可以把外部輸入的電能轉化為熱能儲存在電池中，將電池的溫度提高維持在最佳狀態，等待駕駛出行；在行駛中，這部分熱能還將用來進行乘客座艙的加熱，相比沒有該項功能的純電車型來說，車內的溫度提升會更快，并且還能節省冬季車輛在冷啟動時，因加熱各項系統而消耗的巨大電量。除此之外，LYRIQ在行進的過程中，還會動態收集車輛各個系統內所產生的余熱，并將這些熱能轉化成空調的熱源送入車艙內，這樣一來可以節省更多電量，冬季續航也可以顯著提升，熱量的使用效率得到了充分提高。
●具備智能的自學習能力
大多數開過電動車的人都會遇到途中需要補電的情況，這時候就需要尋找充電樁進行充電。
展開 電子產品熱管理現狀和未來技術方向思考
這種片上冷卻，由于熱路與電路太近，以至于很可能不得不進行熱、電協同設計才能確保產品按照預期目標運行。其大面積推廣將建立在許多技術甚至科學問題被解決的前提之上:
1) 微通道的嵌入工藝：微通道將會貫通元器件，并在單板內部穿梭，和冷量提供部件結合，從工藝上實現這一結構，保證密封性和長期可靠性，并無先例；
2) 流體在微通道內的流動和傳熱狀態：微流體力學已經建立了大量理論，但在芯片和單板內部，還存在反復高頻交變的電磁場，其與流動的流體之間產生的相互影響，以及這種影響對換熱效率、對信號處理帶來的效應并不清晰；
3) 流體本身的物理性質：流體的導熱系數、粘度、密度等熱物理參數，以及導電率、介電常數、磁導率、介電損耗、磁滯損耗等電學性能設計，對微通道結構形態甚至微通道冷卻系統的可行性有關鍵影響。
4、熱池
相對電能，熱量是一種品質更低的能量，其宏觀指標為溫度。低品位意味著外部許多形式的能量都可以自發地轉換成熱能，從而導致其在自然界普遍存在且更難控制。電的敏感性和可控性使得信息社會建立在高低電位的控制邏輯之上。
自然界存在半導體，微量的雜質摻雜即可大幅改變材料導電性，但至今尚未發現熱的半導體。本文提出的熱池，是相對電池而言的，雖然并不違背熱力學第二定律，但結合當前人類電池技術的現狀，它難度更大，更像是一種猜想。熱池功能的發揮甚至建立在微通道冷卻技術被攻克的基礎之上，就像電池必須要有電能輸運線路一樣。熱池需要具備如下功能：
1) 能夠在很小的體積內高效吸收存儲大量熱量；
2) 能夠在很短的時間內釋放出存儲的熱量；
3) 上述過程可以多次循環進行。
圖12熱池的概念
這些特性與已經在當前消費類終端中廣泛使用的儲熱片基本相同，只是儲熱片的儲熱能力過低，不能稱為熱池。
展開 可穿戴熱管理應用的功能材料和創新策略
圖2.主動熱管理方法。(a)焦耳加熱; (b)主動微流控冷卻; (c)電、磁、熱制冷和加熱; (d) 熱電裝置的冷卻和加熱。
圖3.基于儲熱的個人熱管理。(a) 用于個人醫療保健的具有熱能儲存的相變水凝膠。(b) 個人熱管理的自修復式熱能儲存。(c) 高儲熱和基于熱擴散的熱調節。
圖4.用于被動熱管理的高導熱材料。(a) 在垂直方向上取向排列的導熱氮化硼復合材料; (b)具有沿平面取向結構的導熱液態金屬-彈性體復合材料; (c)導熱氮化硼納米片復合材料，可以根據制造方法在垂直方向和面內方向取向排列。
圖5.用于被動熱管理的隔熱材料。(a)用于高溫(>500°C)隔熱的芳綸納米纖維氣凝膠; (b)仿駝峰織物面料，用于消防熱防護; (c)陶瓷納米纖維氣凝膠具有優異的可彎曲性和可壓縮性。
圖6.基于光熱效應的被動熱管理。(a) AM 1.5 G太陽光譜。插圖是光熱效應加熱材料的示意圖; (b)可穿戴透明MXene & AgNP涂層，具有光驅動可愈合性能; (c)光熱治療用生物基材料微針貼片。
圖7.用于被動溫度調節的汗液蒸發。(a)一種具有吸汗功能的防垢冷卻織物，用于個人冷卻管理; (b) 受人體呼吸的啟發，疏水/親水設計的人工排汗皮膚; (c)具有單向水運的仿生蒸騰紡織品。
圖8.用于被動熱管理的個人輻射制冷。
展開 威廉·貝格爾獎章正式揭曉，上交大教授當選！
趙長穎教授長期主要從事微納尺度熱輻射、多孔介質傳熱、高效儲熱等研究領域的研究。
榮譽獎勵：
上海市自然科學一等獎 2020
第六屆國際微納尺度傳熱傳質大會”最佳論文獎，2019
（Best Paper Award，The 6th ASME Micro/Nanoscale Heat & Mass Transfer International Conference，2019）
上海交大機動學院首屆育棟梁名師，2019.
吃了納米材料的混凝土，會變成什么樣？
同時作為多孔性耐熱材料，有效改善鋁酸鹽水泥基體的體積熱容、熱導率和熱膨脹系數等儲熱性能，進而可有效用于太陽能熱發電系統中的儲熱環節。不過以現在的制備工藝制得的納米 Al2O3 的價格昂貴，納米Al2O3 在混凝土中的研究還是相對較少，只能用在有特殊要求的建筑設施中。
2 碳質納米材料在混凝土中的應用研究
作為準一維擁有獨特的結構特征納米材料，碳納米管（CNT）具有奇異的力學、電學、介電/電磁學、熱學等諸多性能。國內外諸多學者嘗試了多種分散制備工藝，將 CNT用作結構增強及功能增強組分引入到傳統的水泥混凝土基體材料中，最終制備出一種 CNT 改性的納米混凝土。由于 CNT 是中空的管狀一維納米材料，與水泥水化產物C-S-H處于相近量級，同時超高的長徑比、超高比表面積及超強的力學韌性，在很少 CNT 摻量時就可有效彌補水泥混凝土材料多孔性收縮以及本征脆性缺陷 。
碳納米管
3 無機非金屬納米材料在混凝土中的應用研究
納米 SiO2 又稱為超細硅灰，它能很好地改善水泥混凝土各項性能。納米 SiO2 能促進水泥顆粒的水化，將水泥水化早期產物Ca（OH）2 轉變成 C-S-H 凝膠，火山灰活性遠超過普通硅灰，進而使硬化水泥混凝土界面過渡區 Ca（OH）2 晶體尺寸有效減小，相應微觀形貌變得緊密，力學強度和抗滲耐久性得到有效改善。由于納米SiO2 的表面能較高及網狀結構成核效應，能有效加速混凝土早期水化，還能與水泥石中的水化產物 Ca（OH）2 形成化合鍵，實現二次水化，形成新的 C-S-H 凝膠，所以當納米SiO2 作為礦物摻合料摻加到水工混凝土中后，可有效提升水工混凝土的微觀密實度，進而早期力學性能、彈性模量及抗滲耐久性也得到有效提升。
展開 大連化物所史全研究員團隊CEJ：研發出柔性復合相變材料膜并應用于可穿戴光-熱管理器件
近日，中科院大連化物所熱化學研究組（DNL1903）史全研究員團隊在柔性相變材料研究方面取得新進展，通過簡單易行的策略合成了石墨烯基的復合相變材料膜，并將其應用于可穿戴的光-熱管理器件。該復合相變材料膜具有優異的柔韌性、儲熱能力、光熱轉化能力，為智能可穿戴光-熱管理器件的研究提供了新思路。
相變儲能材料能夠在相對恒定的溫度下吸收和釋放大量相變潛熱，目前廣泛應用于熱能儲存和溫度控制的熱管理領域。然而，傳統相變材料本身固有的液態泄漏、弱吸光能力以及固態剛性使其在可穿戴的智能光-熱轉化器件研究中極具挑戰性。
針對該問題，史全研究員團隊以聚合物和石墨烯為原料合成了具有優異柔韌性的復合石墨烯膜，并將相變材料復合其中得到柔性的復合相變材料膜。該復合相變材料膜具有優秀的形狀穩定性，即使在高于相變溫度時仍然保持固態而不發生泄漏；同時，該復合相變材料膜具有高相變材料負載量，表現出優異的儲熱能力，即使經過500個熱循環和彎曲循環仍然保持穩定；此外，該復合相變材料膜具有出色的光-熱轉化能力，可迅速將太陽能轉化為熱能儲存，轉化效率最高可達96%。研究人員進一步將該復合相變材料膜貼到人體模型表面，結果表明在彎曲狀態其仍然表現出穩定的光-熱轉化性能。該復合相變材料膜表現出可應用于人體可穿戴光-熱管理領域的潛力，為可穿戴智能織物的開發提供了新的方向。
展開 十篇綜述告訴你 相變材料的三大應用場景
由于相變材料是利用潛熱儲能，儲熱密度大，蓄熱裝置結構緊湊，并且在相變過程中本身溫度基本不變，易于管理，隨著全球節能意識的提高，相變材料的這一特性引起了研究人員的重視，相變儲熱技術在儲能領域越來越大放異彩。
一、相變材料的篩選原則
相變材料種類很多，依照不同分類方法可以被分為很多種。例如，按照相變方式不同分類，可以分為固—固相變材料、固—液相變材料和固—氣相變材料；按照材料種類分，可分為無機相變材料、有機相變材料和復合相變材料[1]。生活中最常見的相變材料是水，早在數千年前，古人就懂得利用水的相變過程來進行實物保鮮或制冷。
雖然相變材料有很多種，但并不是所有相變材料都可被利用。目前公認的相變材料篩選原則如下[2]：
（1）相變溫度在實際應用操作范圍內。
（2）潛熱儲存能力高。
（3）導熱率高。
（4）穩定的化學和熱性能。
（5）無毒，無腐蝕性，對環境無害。
（6）成本低，易于獲得。
（7）相變過程中體積變化小。
（8）不發生過冷現象或過冷度很小。目前大多用的是固—液相變材料，由于相的改變，通常要對相變材料進行封裝以防泄露。
二、相變材料在太陽能領域的應用
目前，太陽能系統基本步入家家戶戶，但是也存在一些缺點，如：太陽能利用是間歇性的，夜晚不可用。將相變材料應用到太陽能系統，可以保證在沒有太陽輻射的情況下也可以應用太陽能。相變材料可以應用在太陽能熱電廠、太陽能空氣加熱器、太陽能熱水器、太陽能海水淡化器、太陽能炊具等等領域。[3]以下圖為例，該裝置主要包括三部分：a）太陽能系統單元，b）雙重管道熱能存儲器（TES），以及c）儲水箱。當有太陽時，含有相變材料的TES處于充能階段，此時閥門1打開，閥門2關閉；無太陽輻射時，閥門1關閉而閥門2開啟。
展開 綜述 \\ 星載有源相控陣天線熱控技術研究進展
鑒于相變材料在緩解熱量生成和排放在時間、強度及地點上不匹配方面的突出優勢，有不少研究者考慮應用相變材料提高目標設備的熱穩定性．日本名古屋大學Yamada
等
針對小型衛星的熱控需求，提出了一種名為儲熱板(heat storage panel，HSP)的熱控設備．儲熱板由二十烷和高熱導率瀝青基碳纖維增強聚合物(carbon fiber reinforced polymer，CFRP)制成的薄板容器組成，與其他相變材料儲熱裝置相比，儲熱板具有外形薄、比強度高、熱擴散率高等優點．
美國國家航空和航天局 Goddard航天中心Cho
i
采用微型石蠟包熱控方案用于滿足IceCube中微子探測器上微透鏡陣列和中頻組件等設備的20℃和±1℃溫度波動的熱穩定性需求．
Roccor公司Isaacs
等
基于鋁粉直接金屬激光燒結方法研制了用于立方體衛星(CubeSat)熱控的相變材料平板，該方案所用相變材料為石蠟，其在滿足溫度穩定性要求的同時還可減輕組件的質量．
在航天器熱控領域，相變材料儲能技術常與其他技術結合使用．Creare公司Izenson
等
報道了一種用于小型衛星熱控系統的新型儲熱技術并對其進行了測試，該技術通過采用相變材料儲熱單元以期提高系統環路熱管的熱穩定性，測試結果表明合適的相變材料選擇通常取決于熱環境、熱控系統和熱負載的特性，合理的儲熱系統設計能顯著降低溫度波動．
展開 