相變儲能
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
相變儲能的實例教程
來源 | Small
01
背景介紹
相變材料(Phase Change Materials, PCMs)作為能量儲存和轉換材料，不僅可以在相變過程中吸收和釋放潛熱，還可以通過可控的潛熱吸收和釋放來調節目標物周圍的溫度。因此，PCM在熱管理和溫度調節方面具有潛在的應用前景。雖然PCM在熱能利用和熱管理領域具有很大的潛力，但大多數PCM光熱轉換性能較差，限制了PCM的太陽能利用效率。因此，探索具有優異光熱轉換性能的相變材料至關重要。
研究人員在 PCM中加入了光熱轉換材料來增強其吸收陽光的性能，以獲得良好的光熱相變儲能性能。鎵銦合金(EGaIn)作為一種液態金屬，因其流動性強、電導率高、導熱性好，在柔性可穿戴電子產品、熱界面材料等領域得到了廣泛的應用。到目前為止，基于EGaIn的光熱相變儲能材料的報道很少，主要是由于EGaIn的儲能性能較低。因此，同時提高EGaIn的光熱轉換和儲能性能，對于拓寬EGaIn在光熱相變儲能領域的應用具有重要的科學意義。在之前的工作中，硬脂酸-鎵銦合金（STA-EGaln）TA-EGaIn作為一種有機相變儲能材料，由于相變過程中固有的液體泄漏，其大規模應用受到限制。因此，克服光熱相變儲能系統的泄漏是至關重要的。
多孔支架與 PCM相結合是防止相變過程中泄漏的有效方法。在之前發表的研究中，多孔支架在防止相變材料泄漏方面取得了優異的效果。但這些多孔支架的不可生物降解性會對環境造成負面影響，因此許多研究人員將重點轉向了基于生物質材料的支架。然而，有機PCMs的導熱性差也極大地限制了纖維素/有機PCMs復合材料的實際應用。
展開 【總結】
團隊已經成功地制備了
PAM/DPDH相變有機水凝膠。通過物理摻入，PAM有機水凝膠網絡被證明是用于DPDH PCM形狀穩定的有前途的基質，可實現固-液相變化而沒有泄漏和相分離。已經證明，從熔融水合鹽，DPDH和單體的混合溶液中進行一步原位聚合是一種制備相變軟材料的簡便方法。制備的PCOH具有抗干燥，柔韌性，形狀穩定性和熱循環穩定性的優點，并且具有相變溫度管理的誘人潛力。通過顯微組織觀察，熱分析和機械測試證明了即使在高溫或一定應力下的長期儲存和循環穩定性的機理。測試了PCOH的智能控溫性能，該PCOH可用
于緩解系統過熱并保持恒定溫度。無毒保濕室溫使用相變儲能有機水凝膠可滿足調節溫度至人類舒適的需求，例如將其擴展到智能“冷卻凝膠貼片”中。除了相變儲能之外，一系列多功能可穿戴設備可能會受到相變有機水凝膠的啟發。
TOC.
參考文獻
：
doi.org/10.1021/acsami.1c03996
版權聲明：「
高分子材料科學
」是由專業博士（后）創辦的公眾號，旨在分享學習交流高分子聚合物材料學等領域的研究進展。上述僅代表作者個人觀點。如有侵權或引文不當請聯系作者修正。商業轉載或投稿請后臺聯系編輯。感謝各位關注！
展開 封裝相變材料（EPCM）由于其吸收和釋放大量熱量的能力，在與冷卻和加熱相關的各個領域，特別是在熱能存儲領域中受到了極大的關注。
02
成果掠影
近期，沙迦美國大學Mohammad O. Hamdan研究團隊通過將相變材料封裝在保護殼中，EPCM可以克服相變過程中的泄漏問題，并可以提高PCM的熱穩定性、可靠性和性能。此外，EPCM還可以定制以滿足特定的應用要求，例如不同的熔點和導熱率。該篇綜述全面概述了 EPCM，包括用于封裝的殼材料、封裝方法、EPCM 特性和熱性能、商用 EPCM，以及最新的研究、應用、實驗分析以及各種用于分析EPCM行為的數值模型，為后續儲能和熱管理系統的開發提供了重要指導。相關研究成果以“A review on micro-encapsulated phase change materials (EPCM) used for thermal management and energy storage systems: Fundamentals, materials synthesis and applications”為題發表于《Journal of Energy Storage》。
展開 關鍵詞 ： （W，Mo）C/Al2O3/La2O3, 低溫燃燒法, 等離子燒結(SPS), 強韌化機制, 力學性能
粉煤灰-硅藻土復合相變儲能材料制備及導熱強化
劉鵬, 顧曉濱, 趙媛媛, 饒俊, 邊亮
2021, 49 (3): 141-150.
DOI: 10.11868/j.issn.1001-4381.2020.000327
摘要：
固廢資源化利用是實現節能減排的重要途徑，以月桂酸為相變工作介質，以粉煤灰-硅藻土二元載體為封裝材料，碳納米管為導熱劑，采用直接熔融共混法制備出月桂酸/粉煤灰-硅藻土/碳納米管復合相變儲能材料。采用熱擴散滲透測試、傅里葉紅外光譜儀（FTIR）、差示掃描量熱儀（DSC）、熱重分析儀（TGA）、無紙記錄儀等分別考察了定形復合相變儲能材料的承載性能、微觀結構和熱物性。結果表明：粉煤灰-硅藻土二元載體可有效防止月桂酸的泄漏，當二元載體中月桂酸的質量分數為28%時可制得無泄漏復合相變儲能材料，且原樣粉煤灰利用率為55%；FTIR結果表明復合材料中各組分之間相容性好；DSC測得其熔化相變溫度為45.79 ℃，相變潛熱為51.06 J/g；TGA分析顯示月桂酸/粉煤灰-硅藻土/碳納米管熱穩定性較好；儲/放熱性能曲線顯示加入質量分數為5%的碳納米管時，復合相變儲能材料的熔化與凝固時間分別減少60%和62.5%，傳熱效率得到顯著改善。
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縱然液冷、相變儲能、微通道冷卻這些高端散熱方式在蓬勃發展，但應用最廣成本最低的方式依然是風扇。
電腦機箱、汽車以及游戲手機散熱，都離不開風扇。實際上即便在應用液冷的場合，最終將熱量排放到環境中的，還是風扇。
甚至人體的散熱，風扇也是主力。還記得小時候頭頂呼呼旋轉的吊扇嗎？
風扇看似簡單，但它是最典型的旋轉機械，結構設計大有學問。
總結：本研究通過簡單的機械球磨工藝制備了一種具有優異光吸收性能的新型EGaIn基相變儲能材料(STA-EGaIn)。采用定向冷凍干燥法和烷基化反應法制備了木片激發纖維素納米晶氣凝膠，同時提高了木片激發纖維素納米晶氣凝膠的防漏和浸漬性能。為了提高STA-EGaIn的導熱性能和光熱性能，引入MoS2來降低STA-EGaIn的界面熱阻，調整EGaIn基相變儲能復合材料的光吸收性能。
來源 | Journal of Energy Storage
01
背景介紹
解決世界能源問題和減緩全球變暖需要創新的傳熱技術。通過利用傳熱領域的最新進展，可以開發出提高能源效率、高效利用清潔能源、減少環境污染和碳排放的創新解決方案。
新型傳熱技術的開發和實施對于應對全球能源和環境挑戰以及確保電子元件的可靠運行至關重要
該工作為制備具有高光吸收性能的新型EGaIn基相變儲能材料和EGaIn在相變儲能和熱管理領域的廣泛應用鋪平了新的道路。
在新一代熱控技術不斷發展的同時，由于一些具有獨特物性的材料的研發以及裝備制造技術的提升，第一代的結構導熱技術和第二代的熱管與相變儲能技術也隨之呈現出新的面貌．
三、“雙碳”行動
能效提升：全自動駕駛、靈活編組新型列車、輕量化材料（如碳纖維、一體成型材料）、高效電力設備（SiC器件、永磁電機、LED照明、變頻空調）
新能源及儲能應用：氫能：氫能制備與儲運、燃料電池、氫能列車；物理儲能：飛輪儲能、超級電容、相變蓄熱；化學儲能：鋰電池、固態電池；
智能化應用：智能列車：智能列車運行、車內環境智能控制、智能運維；智能駕駛：節能運行方式—供電分區內綜合列車數據的網壓趨勢預測節能列車運行控制
液冷系統圖 動力電池包液冷結構散熱方式 特斯拉電池包液冷散熱圖 相變材料式散熱系統相變材料式散熱系統是以相變材料作為傳熱介質，利用相變材料在發生相變時可以儲能與放能的特性達到對動力電池低溫加熱與高溫散熱的效果。但相變材料的熱導率比較低，為了改變材料的固有缺陷，人們向相變材料中填充一些金屬材料，例如有些研究中將很薄的鋁板填充到相變材料中從而達到提高熱導率的目的。
DOI:10.11868/j.issn.1001-4381.2020.000617
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DOI: 10.11868/j.issn.1001-4381.2019.001121
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doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2020.000495
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