【摘要】：隨著日益嚴重的能源危機,相變材料作為一種新型的節(jié)能環(huán)保儲能材料已成為能源材料領域的研究熱點。水和鹽作為相變材料具有相變潛熱高、導熱性好和相變溫度低等優(yōu)點,從而成為目前最受矚目的儲能材料之一。CH3COONa·3H2O水合鹽(簡稱SAT),熔點為58℃,相變潛熱高達264.0 k J/kg,但過高的熔點以及嚴重的過冷度和相分離現(xiàn)象限制了它的適用范圍。因此,降低SAT的熔點,抑制其過冷和相分離成為國內(nèi)外SAT研究的重點。本論文主圍繞降低SAT相變溫度、改善過冷和相分離、制備SAT納米復合材料展開深入研究,主要結(jié)論如下:1.以尿素、納米Si O2成核劑為添加劑,采用低溫共混法制備SAT/Urea/納米Si O2復合相變儲能材料,研究添加劑對復合相變儲能材料相變溫度、結(jié)晶過程、過冷和相分離影響。研究結(jié)果表明:復合材料的熔點由SAT的58℃降低到32.8℃,在SAT/Urea混鹽體系中加入納米Si O2成核劑,復合材料過冷度由22.8℃降低到2.8℃,下降87.7%;相變過程無相分離現(xiàn)象產(chǎn)生;復合材料結(jié)晶速度由72h縮短到40min,納米Si O2成核效果明顯;納米復合材料相變潛熱值降低13.8%,為186.4k J/kg。2.以納米蒙脫土為成核劑與定形劑,采用熔融插層法制備SAT/Urea/納米蒙脫土納米復合相變儲能材料,研究了納米蒙脫土對復合材料的成形性、過冷度、相分離和熱性能穩(wěn)定性影響,通過FT-IR、XRD、DSC、SEM等測試手段進行表征。研究結(jié)果表明:納米蒙脫土與SAT/Urea相變儲熱材料為物理混合,納米蒙脫土片層均勻分散在熔融混鹽相變材料中,相互搭建形成腔體結(jié)構,使復合材料相變前后能夠有效的保持其定形結(jié)構;復合材料在結(jié)晶過程中,納米蒙脫土片層起到成核作用,過冷度由23.0℃降低到4.0℃,降低19℃,成核效果明顯;同時DSC曲線“雙峰”現(xiàn)象說明過量的剝離形態(tài)納米蒙脫土片層也一定程度抑制復合相變材料結(jié)晶形成完美晶體,減小了晶粒尺寸;復合材料的熔融焓為132.0k J/kg,經(jīng)過20次融化-凝固循環(huán)相變測試后熱性能穩(wěn)定,無相分離。3.選擇SAT/Urea混鹽相變儲熱材料,研究外界干擾法(超聲波處理)對SAT/Urea的融化-結(jié)晶過程影響,以及對SAT/Urea相變過程中出現(xiàn)的過冷以及相分離改善。研究結(jié)果表明:在SAT/Urea混鹽相變材料的融化過程中引入超聲波,使融化時間縮短10min,混鹽相變材料無相分離現(xiàn)象;在相變材料的降溫過程中引入超聲波作用,可誘導混鹽相變材料結(jié)晶,樣品在22.6℃開始出現(xiàn)晶粒,過冷度為10.2℃,降低44.7%,最短可在44min內(nèi)完成整個結(jié)晶過程,并且超聲波處理時間越長,結(jié)晶過程越劇烈,結(jié)晶過程用時越短。
[Abstract]:With the increasing energy crisis, the phase-change material as a new energy-saving and environment-friendly energy storage material has become a hot topic in the field of energy materials. The phase-change material has the advantages of high phase-change latent heat, good thermal conductivity and low phase-change temperature, thus being one of the most attractive energy-storing materials at present. The melting point of CH3COONa 路 3H2O (SAT), the melting point is 58 鈩，

本文編號：2449445