相变温度可调的无机混盐体系相变储能材料(材料科学基础).pptx

《相变温度可调的无机混盐体系相变储能材料(材料科学基础).pptx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在PPT专区-天天文库。

1、相变温度可调的无机混盐体系相变储能材料主讲人：材料133JournalofMaterialsScience&Engineering1·摘要2·引言3·实验3·1原料3·2材料的制备3·3表征分析3·3·1T-history方法3·3·2差示扫描量热法4·结果与讨论4·1成核剂对混盐体系相变性能的影响4·2混盐体系的相变性能参数4·3混盐体系的相变过程形态5·结论1·摘要现阶段，利用无机水合盐制备相变储能材料已成为一大研究热点，但是单组份无机水合盐相变储能材料的相变温度高，较难适用于温室大棚、室内节能材料等低温应用领域。为了解决这一问题，将

2、CaCl2·6H2O、MgCl2·6H2O以及H2O混合配制出了CaCl2-MgCl2-H2O混盐体系，并采用T-history方法和差示扫描量热法研究了混盐的体系组成、成核剂添加量等因素对材料相变性能的影响。制备的CaCl2-MgCl2-H2O混盐相变材料可以在２５℃以下完全熔解，并且通过改变混盐体系的组成可使材料凝固温度在１０℃～２０℃范围内可调。此外，本研究在一定程度上解决了无机水合盐相变储能材料在相变过程中的过冷和相分离现象。2.引言随着人类对于传统能源的过度开发和利用，上世纪70年代起就爆发了全球性的能源危机，从而对新能源的开发

3、和利用显得非常重要。目前对于太阳能、风能等清洁能源的开发利用中遇到的难题之一就是对能量的储存，而一种高效的储能材料可以在一定程度上解决这一问题，并且储能材料还将在电力的“移峰填谷”、废热和余热的回收利用以及工业与民用建筑和空调的节能等领域有广泛的应用前景，已成为能源材料领域的研究热点。相变过程一般是等温或近似等温过程，相变过程中伴有能量的吸收或释放，这部分能量称为相变潜热，利用相变过程的这一特点开发了许多相变储能材料。相变储能材料（Phase-ChangeMaterial，PCL）的相变温度范围稳定，相比传统的显热储能材料具有更高的储能密

4、度和可供选择的相变温度范围等优势。低温相变材料的相变温度接近室温，在建筑材料、供暖设备以及农业大棚等领域具有广泛的应用前景。目前相变温度位于0℃～40℃之间的低温相变储能材料种类不多，常见的主要为有机相变材料（石蜡、脂肪酸类有机固液相变材料以及多元醇、高密度聚乙烯等）和无机盐相变材料（Na2SO4·10H2O、CaCl2·6H2O等）。Na2SO4·10H2O和CaCl2·6H2O是两种研究较多的无机水合盐相变储能材料，熔点分别为32.4℃和29℃左右。而且钠、钙等碱金属无机盐和碱土金属无机盐在我国西部盐湖地区储量巨大，对其开发利用将有助

5、于带动该地区区域经济的发展，加速对我国盐湖资源的综合利用。现阶段针对这两种无机盐相变材料的研究较多，其中Kern发现由于CaCl2·6H2O的熔点在29℃左右，利用CaCl2·6H2O作为相变材料制备的塑料大棚在相变过程中温度会达到33℃；为了使无机盐相变材料能够满足特定使用环境的温度范围、解决相变过程中出现的过冷和相分离现象，一般需要在无机水合盐中添加一些的添加剂。Nishina等人介绍了几种能够应用于温室大棚夜间加热的无机盐相变材料，在芒硝（Na2SO4·10H2O）中添加一些的添加剂可以将熔点降低到20℃左右；而McMullin等人

6、为了降低CaCl2·6H2O的相变温度，通过加入一定量的H2O而达到了一定的效果:90%CaCl2·6H2O和10%H2O组成的体系相变温度接近25℃。现有无机盐相变储能材料熔解温度过高，一般都无法在较低温度（20℃左右）熔解，相变材料凝固温度范围过窄，无法在不同季节或不同地域的夜间温度下凝固。所以本研究以CaCl2-MgCl2-H2O三元体系相图为研究基础，通过向该体系中加入MgCl2·6H2O来达到调节材料熔点的目的。主要利用T-history方法和DSC法（差示扫描量热法）研究了不同CaCl2-MgCl2-H2O混盐体系的相变性能，

7、制备出适用于不同温度范围的CaCl2-MgCl2-H2O混盐相变储能材料。3实验3·1原料去离子水（经离子交换和二次蒸馏过的纯水，PH＝6.6）；硼砂；六水氯化钙和六水氯化镁，经过至少两次重结晶后使用，取少量二次重结晶样品用ｘ射线衍射仪测量产物的晶体结构，如图１为二次重结晶样品的ＸＲＤ图谱。从图１中可以发现两种晶体的特征峰位与标准谱图特征峰位一致，表明制备得到的CaCl2·6H2O和MgCl2·6H2O晶体纯度高。3.2材料的制备将CaCl2·6H2O、MgCl2·6H2O以及H2O按照表１中所示的组成比例混合，并在恒温磁力搅拌器中搅拌加

8、热，待混盐完全溶解并混合均匀之后添加一定量的成核剂－硼砂，继续搅拌加热至硼砂溶解完全后将CaCl2-MgCl2-H2O混盐溶液转移至溶液瓶中。3·3表征分析3·3·1T-history方法实验