相變蓄熱材料及其相變特性的研究.pdf

1、隨著我國經濟的發(fā)展，對能源的需求日益增加，而能源利用效率卻不高。潛熱儲能是利用材料在相變時吸熱或放熱來儲能或釋能的。潛熱儲能技術是將能量以熱能的形式儲存起來供需要時使用，能有效解決熱能供給與需求失衡的矛盾。高性能相變材料的研究與開發(fā)是潛熱儲能技術研究的基礎，但人們對高潛熱相變材料的穩(wěn)定性和可靠性問題的研究一直沒能取得突破性進展，尤其是水合鹽類相變材料的過冷和相分層現象長期以來一直是潛熱儲能技術需要解決的最主要難題。 本文首先對相

2、變材料的研發(fā)狀況進行了廣泛的調研，對有機相變材料、無機相變材料和已經商業(yè)化的相變材料進行了分類匯總。利用晶體化學鍵理論闡述確定影響物質熔點和潛熱值的關鍵因素。熔點和潛熱值是物質的固有特性，其大小是由形成物質的微觀結構決定的。因此，如果想提高物質的潛熱值，而不改變其微觀結構是不可行的。同樣，改變物質的分子結構不可能獨立改變物質的相變溫度或相交潛熱。從晶體形成熱力學和晶體生長動力學方面闡述了晶體生長機理，描述了晶體結晶的全過程，并通過研究水

3、合物的晶體結構，探索了影響水合鹽類相變材料成核性能差問題的理論基礎。本課題通過大量的試驗工作，對多種水合鹽類相變材料進行了穩(wěn)定性和可靠性研究。找到一種穩(wěn)定性很好的相變材料——八水氫氧化鋇。它是目前為止所發(fā)現的具有最高潛熱密度的中常溫相變材料，它不存在其他水合鹽類相變材料嚴重的過冷和相分層現象，在經歷了500次熔化－凝固熱循環(huán)之后，仍能保持較好的穩(wěn)定性和可靠性。我們從晶體微觀結構方面給出了八水氫氧化鋇這種特殊性的理論解釋。 三水醋

4、酸鈉的過冷度很大，從十幾度到三十幾度，嚴重限制了它的廣泛使用。我們采用添加改性劑的方法來消除或降低其過冷度。因此以三水醋酸鈉為基礎材料，明膠為增稠劑，按不同質量百分比添加多種成核劑配成混合物，并測試了這些混合物的穩(wěn)定性和可靠性。發(fā)現以NaCO3·10H2O，Na4P2O7·10H2O和Na3PO4·12H2O充當成核劑，能有效抑制三水醋酸鈉的過冷，并且隨著循環(huán)次數的增加，混合物能保持較好的熱穩(wěn)定性。我們又對三水醋酸鈉和其成核劑進行了晶體