多孔石墨基相變儲能材料的制備及熱性能研究.pdf

1、面臨能源日益枯竭的現(xiàn)狀，如何有效提高能源的利用率成為眾多科學家研究的主要問題。相變儲能是利用相變材料的相變潛熱進行能量貯存的一項新型環(huán)保節(jié)能技術(shù)。為了解決相變材料低熱導(dǎo)性和運輸、儲存的問題，提出了相變材料與高導(dǎo)熱性的多孔石墨基體相結(jié)合，制備出新型的定形相變材料。 多孔石墨基體通過對天然鱗片狀石墨進行插層處理，對插層化合物進行微波膨化制備。該方法制備的多孔石墨具有豐富的孔道結(jié)構(gòu)，膨脹體積為170.72ml/g。通過N2吸附和脫附測

2、得其比表面積分別為29.157㎡/g和48.5424㎡/g，N2吸脫附表明多孔石墨基體中孔比例占到了68.8％。對石墨基體進行SEM掃描，發(fā)現(xiàn)孔道結(jié)構(gòu)大多為封閉孔和半封閉孔；進行EDS元素分析，得知其中僅有C和O兩種元素。 選用相變溫度比較適宜的脂肪酸類和烷烴類進行分子合金的制備。這類相變材料具有無腐蝕性，無毒性的，價格便宜，高存儲密度，相變焓值較大的特性。根據(jù)“相似相容”原理，脂肪酸在一定的比例范圍可以形成具有最低共熔點的分子

3、合金。在熔融狀態(tài)下，烷烴具有良好溶劑性能，可以和部分脂肪酸形成最低共熔物。 分子合金材料在真空浸透的作用下和多孔石墨基體進行復(fù)合，制備出十八烷-月桂酸/石墨基（OC-LA/EG）、十八烷-棕櫚酸/石墨基（OC-PA/EG）、癸酸-月桂酸/石墨基（CA-LA/EG）、月桂酸-棕櫚酸/石墨基（LA-PA/EG）定形相變材料?；诙嗫资w表面張力和毛細吸附的作用，相變材料在相變過程中不會從多孔石墨基體中滲出。 通過DSC分

4、析，得出相變材料和基體的復(fù)合情況較好，分子合會在基體內(nèi)的質(zhì)量最高可達93.28％；從SEM表征可以看出，相變材料被較多的吸附于多孔石墨基體中；利用對分子合金以及定形相變材料進行冷熱循環(huán)分析材料的導(dǎo)熱性能，定形相變材料的導(dǎo)熱性能較分子合金相變材料有一定程度的提高。制備的定形相變材料焓值較大，導(dǎo)熱性能和熱穩(wěn)定性能均較好。 制備的定形相變材料易于儲存和運輸，且相變焓值和相變溫度適宜，熱穩(wěn)定好，導(dǎo)熱性能優(yōu)良，可應(yīng)用于儲能和熱能回收系統(tǒng)中