太陽能具有儲量豐富、分布廣、清潔等優(yōu)點,是最為優(yōu)質(zhì)的可再生能源。但是,太陽能受到氣候和天氣的影響,是一種不連續(xù)和不穩(wěn)定的能源。因此,高效的儲存太陽能對于發(fā)揮太陽能的優(yōu)勢意義重大。以相變材料為核心的相變儲熱技術(shù)具備儲熱密度高,儲放熱過程中溫度變化小等特點,是一種理想的太陽能儲存技術(shù)。但是相變材料自身存在的低導熱和固液相變泄漏等問題,限制了其應用。更重要的是,由于弱的可見光吸收,相變材料不能直接儲存太陽能。針對上述相變材料在太陽能熱儲存中存在不足,本文制備了性能優(yōu)異的功能性相變材料并設(shè)計了新穎的太陽能熱儲存系統(tǒng)。首先,為了提高水合鹽相變材料三水乙酸鈉(SAT)的導熱性能,以泡沫銅為導熱增強填料,黃原膠為增稠劑制備了導熱增強的SAT/黃原膠/泡沫銅復合相變材料。通過差示掃描量熱儀、熱重分析儀、熱常數(shù)分析儀等測試了復合相變材料相變性能、熱穩(wěn)定性、導熱性能。分析了黃原膠增稠SAT以及泡沫銅增強相變材料導熱性能的機理。研究表明,黃原膠作為SAT的增稠劑,當質(zhì)量分數(shù)為2%時,具有良好的增稠效果,復合材料在自然狀態(tài)下無流動現(xiàn)象,相變溫度為58.8oC,相變潛熱為255.5 J·g^-1

【文章頁數(shù)】：132 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 前言
    1.2 相變材料與相變儲熱技術(shù)
        1.2.1 相變儲熱材料
        1.2.2 相變儲熱技術(shù)
    1.3 相變材料在太陽能熱水系統(tǒng)中的應用
        1.3.1 相變材料與儲水箱相結(jié)合
        1.3.2 相變材料與集熱器相結(jié)合
    1.4 光熱轉(zhuǎn)化相變材料
        1.4.1 以碳納米管為基礎(chǔ)的光熱轉(zhuǎn)化相變材料
        1.4.2 石墨烯為基礎(chǔ)的光熱轉(zhuǎn)化相變材料
        1.4.3 其他碳材料的光熱轉(zhuǎn)化相變材料
        1.4.4 金屬及其化合物為基礎(chǔ)的光熱轉(zhuǎn)化相變材料
    1.5 本課題的提出、主要研究內(nèi)容以及創(chuàng)新之處
        1.5.1 本課題的提出
        1.5.2 主要研究內(nèi)容
        1.5.3 本論文創(chuàng)新之處
第二章 三水乙酸鈉/泡沫銅高導熱復合相變材料的制備及性能
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗原料
        2.2.2 實驗設(shè)備與儀器
        2.2.3 相變材料制備
        2.2.4 性能測試與表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 SAT與黃原膠的質(zhì)量比
        2.3.2 SAT和 SAT/X的外觀和微觀結(jié)構(gòu)
        2.3.3 SAT和 SAT/X的熱物理性能
        2.3.4 SAT/X和 SAT/X/CF的導熱性能
        2.3.5 SAT/X和 SAT/X/CF的循環(huán)穩(wěn)定性
    2.4 本章小結(jié)
第三章 三水乙酸鈉光熱轉(zhuǎn)化相變材料的制備及性能
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗原料
        3.2.2 實驗設(shè)備與儀器
        3.2.3 光熱轉(zhuǎn)化相變材料的制備
        3.2.4 樣品測試及表征方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 光熱轉(zhuǎn)化相變材料微觀形貌分析
        3.3.2 光熱轉(zhuǎn)化相變材料的熱物理性能分析
        3.3.3 光吸收性能與光熱轉(zhuǎn)化效率
        3.3.4 光熱轉(zhuǎn)化相變材料的步冷曲線與循環(huán)穩(wěn)定性
    3.4 本章小結(jié)
第四章 光熱轉(zhuǎn)化相變水凝膠的制備及性能
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗原料
        4.2.2 實驗儀器
        4.2.3 光熱轉(zhuǎn)化相變水凝膠的制備
        4.2.4 光熱轉(zhuǎn)化相變水凝膠性能測試與表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 確定SAT的質(zhì)量分數(shù)
        4.3.2 相變水凝膠形態(tài)和結(jié)構(gòu)分析
        4.3.3 相變水凝膠的熱物理性能
        4.3.4 相變水凝膠的光熱轉(zhuǎn)化性能
        4.3.5 相變水凝膠的循環(huán)穩(wěn)定性
    4.4 本章小結(jié)
第五章 光熱轉(zhuǎn)化相變材料在新型太陽能熱水系統(tǒng)中的應用
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 實驗原料
        5.2.2 實驗設(shè)備與儀器
        5.2.3 光熱轉(zhuǎn)化相變材料的制備
        5.2.4 樣品性能測試
        5.2.5 太陽輻射強度測試
        5.2.6 新型太陽能熱水器的搭建
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 相變材料的熱物理性能
        5.3.2 密度對相變材料導熱系數(shù)的影響
        5.3.3 確定相變材料的最佳密度
        5.3.4 氧化石墨烯對相變材料光熱轉(zhuǎn)化性能的影響
    5.4 新型太陽能熱水系統(tǒng)性能評估
        5.4.1 光熱轉(zhuǎn)化和熱儲存性能
        5.4.2 熱釋放性能
    5.5 本章小結(jié)
第六章 光/電驅(qū)動固固相變材料的制備及性能
    6.1 前言
    6.2 實驗部分
        6.2.1 實驗原料
        6.2.2 實驗設(shè)備與儀器
        6.2.3 光/電驅(qū)動固固相變材料的制備
        6.2.4 電/光驅(qū)動固固相變材料性能測試與表征
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 PG的相變性能
        6.3.2 復合相變材料的電導率
        6.3.3 復合相變材料的光熱轉(zhuǎn)化性能
        6.3.4 復合相變材料的相變性能
        6.3.5 復合相變材料的熱穩(wěn)定性
        6.3.6 復合相變材料的光電轉(zhuǎn)化性能
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀博士學位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號：3756201