本文關鍵詞：膨脹石墨基復合中溫相變儲熱材料的制備及性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《華南理工大學》 2014年

膨脹石墨基復合中溫相變儲熱材料的制備及性能研究

王淑萍  

【摘要】：太陽能是地球上儲量最豐富的可再生清潔能源，利用相變材料可以對太陽能進行熱儲存，從而提高太陽能的利用效率。膨脹石墨憑借其吸附性強和導熱性良好等特點，被廣泛用作相變材料的吸附基質，制備出大量具有良好儲熱性能的定形復合相變材料。然而，現已研究的膨脹石墨基復合相變材料的相變溫度通常低于80℃，不適用于中高溫太陽能儲熱系統(tǒng)。因此，開發(fā)相變溫度在80℃以上的高性能膨脹石墨基復合相變儲能材料對于實現中高溫太陽能熱利用具有巨大的實際應用價值。 本文選取膨脹石墨作為吸附基質，相變溫度高于80℃的癸二酸、RT100、甘露醇為相變材料，以吸附法制備了癸二酸/膨脹石墨、RT100/膨脹石墨、甘露醇/膨脹石墨三種復合相變材料，利用SEM、XRD、FT-IR、DSC、TG等手段對復合相變材料的微觀形貌和熱特性進行了表征。通過三種膨脹石墨基復合相變材料的XRD衍射圖譜發(fā)現，癸二酸/膨脹石墨、RT100/膨脹石墨復合相變材料只是癸二酸、RT100各自同膨脹石墨的結合，而甘露醇/膨脹石墨復合相變材料的衍射峰顯示出明顯變化，并且喪失了儲熱功能。通過漏液測試和SEM分析發(fā)現，癸二酸/膨脹石墨復合相變材料中癸二酸的最佳百分含量為85wt%，RT100/膨脹石墨復合相變材料中RT100的最佳百分含量為80wt%，，兩種復合相變材料的相變溫度與有機相變材料的相變溫度相對應，相變潛熱值與復合相變材料中相變材料的當量計算值相當。通過3000次冷熱循環(huán)實驗發(fā)現，兩種膨脹石墨基復合相變材料均具有良好的結構穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性以及熱可靠性。 在1.0×106kg/m2的壓力下利用自制圓筒形模具將癸二酸/膨脹石墨以及RT100/膨脹石墨復合相變材料壓制成具有不同密度的圓柱體樣品，隨后探究了它們的導熱性，熱性能和熱膨脹系數。研究發(fā)現，兩種膨脹石墨基復合相變材料均具有良好的成型性，它們的熱導率要高于未經壓縮時的熱導率，且熱導率與壓縮密度之間呈正相關關系。兩種復合相變材料在壓縮后存在少量潛熱損失，相變過程中會發(fā)生輕微體積膨脹，但無相變材料泄漏發(fā)生。以上結果說明，癸二酸/膨脹石墨復合相變材料、RT100/膨脹石墨復合相變材料是應用于中溫太陽能集熱系統(tǒng)的理想相變儲熱材料。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：O613.71;TB34
【目錄】：

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