相变储能材料的研究进展与应用
相变储能材料及其应用研究进展
相变储能材料及其应用研究进展陈颖;姜庆辉;辛集武;李鑫;孙兵杨;杨君友【摘要】人类在面临化石能源枯竭的同时,对能量的利用率依然还停留在较低的水平.因此,在大力发展新能源的同时,着力研发节能环保新材料新技术具有十分重要的意义.相变材料(phase-change materials,PCM)是一种节能环保的储能材料,它在蓄热与温控等领域具有大规模商业应用的潜力.本文首先对相变储能材料的基本特征、工作原理以及分类等方面作了简要的介绍;并就相变储能材料在温控与蓄热等领域的应用与发展情况进行了具体的分析,指出了PCM的性能是制约其深入广泛应用的主要技术障碍.在此基础上,详细评述了PCM存在的主要问题以及针对这些问题开展的相关研究工作和最新发展动态,指出通过功能复合等新技术优化材料性能、设计新材料体系、拓展新的应用领域将是相变储能材料未来的主要发展方向.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2019(047)007【总页数】10页(P1-10)【关键词】相变材料;相变储能;热管理;蓄热;节能【作者】陈颖;姜庆辉;辛集武;李鑫;孙兵杨;杨君友【作者单位】华中科技大学材料科学与工程学院,武汉430074;华中科技大学材料科学与工程学院,武汉430074;华中科技大学材料科学与工程学院,武汉430074;华中科技大学材料科学与工程学院,武汉430074;华中科技大学材料科学与工程学院,武汉430074;华中科技大学材料科学与工程学院,武汉430074【正文语种】中文【中图分类】TK11随着全球人口的快速增长和经济发展，石油天然气等不可再生能源日益枯竭，能源危机日趋严重[1]。
然而，在能源的开采与利用过程中，能量利用率低的问题却依然没有有效的解决办法。
例如，燃油汽车中，燃料中50%以上的能量以废热的形式散失到空气中[2]；工业生产中，大量的热量以余热的形式耗散[3]。
能量以热的形式散失到空气，在造成资源损耗的同时，引起全球气候变暖。
低温相变储能材料研究进展及其应用
低温相变储能材料是蓄冷系统中储冷 的 功 能 材 料，利 用 其在相变过程中对冷量的存储与释放，从 而 达到 控 制 环 境 温 度及错峰用冷、移峰填谷的 目 的 。 ［５］ 相 变 过 程 是 一 个 等 温 或 近似等温的过程，并伴随着大量 的 能 量 吸 收 或 释 放。作 为 储 能材料应该具有 一 些 良 好 的 热 力 学、动 力 学 和 化 学 性 质，同
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材料导报
２０１６ 年 １１ 月 第 ３０ 卷 专 辑 ２８
低温相变储能材料研究进展及其应用＊
傅 一 波 ，王 冬 梅 ，朱 宏
（深圳职业技术学院传播工程学院，深圳 ５１８０５５）
摘要 相变储能材料具有能量存储密度高、热容大 和 热 稳 定 性 较 好 等 优 点 ，广 泛 应 用 于 各 类 储 能 系 统。 就 低 温相变储能材料（温度低于２０ ℃）进行综述，重点介绍了低温相变材料的分类及其载体的研究，并探讨了 相 变 材 料 在 空 调 、建 筑 及 食 品 保 鲜 等 领 域 的 研 究 进 展 。 最 后 对 未 来 相 变 材 料 的 发 展 方 向 和 应 用 前 景 进 行 了 展 望 。
目 前 国 内 外 研 究 的 相 变 材 料 主 要 集 中 在 固 －液 相 变 材 料 ， 包括结晶水合盐类无机相变材料，以 及 石 蜡、酯、多 元 醇 和 聚 合物 等。 目 前 相 变 材 料 已 经 在 建 筑 供 冷 制 热［２］、移 峰 填 谷［３］、太阳能 等 ［４］ 各 领 域 广 泛 使 用。 随 着 技 术 的 发 展，相 变 材料已经在低温 领 域 得 到 了 很 了 很 好 的 应 用。本 文 就 近 年来国内外对低温领域 的 相 变 材 料 （温 度 低 于 ２０℃）的 研 究 进展做出回顾和论述。
相变材料的研究进展与应用前景
相变材料的研究进展与应用前景随着科技进步的不断推进，新型材料的研发也日渐繁荣。
其中，相变材料是一类备受关注的新型材料之一。
它不仅可以应用于传统的储能、智能控制等领域，也有着广泛的应用前景，如扩展人工智能、生物医学等领域。
本文就相变材料的研究进展与应用前景进行探讨。
一、相变材料的基础概念及种类相变是指物质在特定条件下，由于温度、压力等因素的改变而发生转变的过程。
相变材料是指在相变过程中可以实现储存或释放大量热量的材料。
它可以分为常规相变材料和非常规相变材料两种类型。
常规相变材料主要包括金属合金、陶瓷材料、聚合物等。
其中，金属合金是一类重要的相变材料，如镁钛合金、铱锑合金等。
这些材料的相变温度往往较高，且相变过程比较缓慢，一般应用于高温储能领域。
而陶瓷材料相变速度较快，可以应用于智能控制、电子设备等领域。
聚合物材料因具有较好的机械韧性和韧性，能够应用于制备柔性电子器件等。
非常规相变材料则包括盐类水合物、荧光气囊等。
例如，盐类水合物可以在4℃左右发生相变，可以应用于冷链物流、生物医学等领域。
二、相变材料的研究进展近年来，相变材料在研究领域中得到了广泛关注。
其重要原因在于相变材料具有独特的物理和化学特性。
首先，相变材料可以实现大幅度的热量储存。
以金属合金为例，铱锑合金的相变焓比普通材料高出数倍，可以实现高效的热量储存。
其次，相变材料的相变温度可以通过合金元素添加、微纳米结构等方法调控。
例如，一些纳米结构相变材料具有独特的量子效应，可以使相变温度降低到室温范围内。
此外，相变材料应用于制备智能材料时，可以基于其相变特性制备出多功能材料。
从应用层面上来看，相变材料具有广泛的应用前景。
例如，相变储存技术可以应用于太阳能、风能等可再生能源的储存，可以有效减少能源浪费。
相变材料的智能控制特性则可以应用于智能家居、智能建筑等领域。
此外，数量庞大的相变材料库也为开发人工智能提供了无限可能。
如：利用相变材料控制机器人的运动，减少其能量消耗和热损失，从而实现人工智能更高效、更智能、更可靠的操作。
微胶囊相变储能材料研究及应用进展评述
化。该法成本低廉 , 工艺简单, 易于大规模工业化生 产。 锐孔法是因聚合物的固化导致微胶囊囊壁的形 成 , 即先将线形聚合物溶解形成溶液 , 聚合物固化时 迅速沉淀析出形成囊壁。 复凝聚法适用于对非水溶性的固体粉末或液体 进行包囊。实现复凝聚的必要条件是 2 种聚合物离 子的电荷相反, 数量恰好相等。以明胶与阿拉伯胶 为例, 将明胶溶液的 pH 值自等电点以上调至等电 点以下 , 使之带电 , 而阿拉伯胶仍带负电 , 由于电荷 互相吸引交联, 形成正、 负离子络合物, 溶解度降低 而凝聚成囊。复凝聚法是经典的微胶囊化方法, 操 作简单。 溶剂挥发法也称为液中干燥法 , 将壳材料与芯 材料混合物以微滴状态分散到介质中, 挥发性的分 散介质迅速从液滴中蒸发或者被萃取形成囊壳。再 通过加热、 减压、 搅拌、 溶剂萃取、 冷却或冻结的手段 将囊壳中的溶剂除去。笔者所在实验室采用三氯甲 烷作为分散挥发相溶剂 , 制备了以聚苯乙烯为壁材、 以 CaCl2 6H 2 O 为芯材的微胶囊相变材料[ 10] 。
相变材料主要利用其在相变过程中吸收或放出 的热能, 在物相变化过程中与外界环境进行能量交 换( 从外界环境吸收热量或向外界环境放出热量 ) , 从而达到能量利用和控制环境温度的目的。 相变材料按照结构可以分为无机相变材料和有 机相变材料, 无机相变材料主要包括结晶水合盐类、 熔融盐类、 金属及其合金和氟化物等。其中最典型 的是结晶水合盐类 , 其具有较大的熔解热和固定的 熔点。 有 代 表 性 的 结 晶 水 合 盐 有: Na2 SO4 10H 2 O 、 CaCl2 6H 2 O 、 Na 2 S 2 O 3 5H 2 O 、 Mg Cl2 6H 2 O 等 , 这类相变材料存在着过冷和相分离的问 题。高级脂肪烃类、 醇类、 芳香烃类、 芳香酮类、 酰胺 类、 氟利昂类等是常用的有机相变材料 , 高分子类相 变材料包括聚烯烃类、 聚多元醇类、 聚烯醇类、 聚烯 酸类、 聚酰胺类等。石蜡是应用比较广泛的有机类 相变材料, 可 用通式 Cn H 2 n + 2 表示 , 选择不同 碳原 子数的石蜡, 可获得不同相变温度 , 相变潜热大约在 160~ 270 kJ/ kg 。石蜡作为相变材料 , 无过 冷及析 出现象、 性能稳定、 无毒、 无腐蚀性、 价格便宜, 但是 其导热系数小、 密度小、 单位体积储热能力差、 相变 过程中体积变化较大。 微胶囊相变材料与普通相变材料相比增大了传 热面积, 防止了相变材料与周围环境的反应, 有效控 制相转变时材料的体积变化, 提高了相变材料的使 用效率, 同时微胶囊相变材料便于封装 , 可以降低相 90 新技术新工艺!
相变保温建筑材料研究和应用进展
相变保温建筑材料研究和应用进展随着全球对能源效率和可持续发展的日益，相变保温建筑材料（CWBM）成为了研究热点。
这种材料在储能和调节温度方面具有显著优势，为建筑节能提供了新的解决方案。
本文将探讨相变保温建筑材料的研究进展及其在各个领域的应用实例，并展望未来的发展趋势。
相变保温建筑材料是一种利用物质相变过程中吸收或释放大量热量的原理来调节建筑内部温度的材料。
在相变过程中，材料从固态转变为液态或从液态转变为固态，伴随着热量的吸收或释放。
这种材料的出现，可以有效解决传统保温材料导热系数高、储能能力差的问题。
近年来，相变保温建筑材料的研究取得了显著进展。
从材料种类来看，主要包括无机相变材料、有机相变材料和复合相变材料。
无机相变材料具有高储能密度、良好的热稳定性，但成本较高；有机相变材料成本较低、可塑性好，但储能密度和热稳定性较差。
针对不同材料的优缺点，研究者们正在开发高效、低成本的复合相变材料。
目前相变保温建筑材料的研究仍存在一些挑战，如相变温度范围窄、相变储能密度低、成本过高等。
为解决这些问题，未来的研究将更加注重纳米技术、先进复合材料等新型技术的引入，以改善相变保温建筑材料的性能。
相变保温建筑材料在建筑节能领域具有广泛的应用前景。
例如，在住宅和办公楼中，采用相变保温建筑材料可以显著提高建筑物的热效率，降低能源消耗。
这种材料还可以应用于城市综合体、工业建筑等领域。
在特定的领域，如数据中心、冷链物流等，相变保温建筑材料能够为能源管理和温度调控提供有效帮助。
总体来看，相变保温建筑材料的研究和应用前景广阔。
随着技术的不断进步和研究的深入，这种材料在建筑节能、可再生能源利用等领域的应用将更加成熟。
未来的研究将更加注重提高相变保温建筑材料的性能和降低成本，推动其在更广泛领域的普及和应用。
需要加强跨学科合作，促进相变保温建筑材料在产学研用方面的协同创新，为实现绿色建筑和可持续发展做出贡献。
随着能源短缺和环境污染问题的日益严重，可再生能源和节能技术的开发利用逐渐成为全球的焦点。
相变储能材料的研究及应用新进展
相变储能材料的研究及应用新进展周建伟1,刘 星2(1.平原大学能源与燃料研究所,河南新乡 453000; 2.河南工业大学化学化工学院,河南郑州 450001)摘 要:综述了近年来相变储能材料的研究和应用新进展。
介绍了相变材料的种类及各类相变材料特点,并对各类相变材料的性能、储能机理和优缺点进行了讨论;探讨了相变材料在太阳能利用、建筑节能等领域的应用;展望了未来相变材料的发展方向和应用前景。
关键词:相变材料;储能;太阳能;应用中图分类号:T Q050.43 文献标识码:A 文章编号:1003-3467(2007)10-0007-04New Progress on Research and Appli ca ti onof Pha se Change Energy Storage M a ter i a lsZHO U J i a n-we i1,L I U X i n g2(1.I nstitute of Fuel&Energy,Pingyuan University,Xinxiang 453000,China;2.I nstitute of Che m2 istry and Che m ical Engineering,Henan University of Technol ogy,Zhengzhou 450001,China) Abstract:Ne w p r ogress on research and app licati on of phase change energy st orage materials in recent years are su mmarized.The s pecies and characteristics of phase change materials are intr oduced,and the perf or mance,energy st orage mechanis m,merits and faults of all kinds of phase change materials are dis2 cussed.The app licati on of the phase change materials in the fields of s olar energy utilizati on and building energy saving is stated,and the devel opment trend and the app licati on p r os pect of the phase change ma2 terials are p r os pected.Key words:phase change material;energy st orage;s olar energy;app licati on 物质的相变过程一般是一个等温过程,相变过程中伴随有大量的能量吸收或释放,这部分能量称为相变潜热。
相变储能材料在建筑方面的研究与应用
相变储能材料在建筑方面的研究与应用摘要:随着建筑行业的向前发展，当前人们对于居住的要求也变得越来越高，对于居住条件的舒适性、安全性成为居民居住的主要考虑因素。
正因如此，智能化、生态化已经成为当前建筑材料发展的趋势。
相变储能材料作为传统建筑材料与相变材料复合而成的一中新型材料，由于其具有储能密度大、能够近似恒温下的吸放热而发展迅速。
另一方面，相变储能材料的应用可以保持环境舒适，节省采暖制冷所需能源而受到建筑界的欢迎。
本文将从多个方面对相变储能材料进行具体的分析，为后期的深入研究奠定基础。
关键词：建筑材料；相变材料；储能技术Energy storage materials research and application ofphase change in architectureAbstract：With forward the construction industry, the current requirement for people to live has become increasingly high, the comfort of living conditions, security has become a major consideration residents. For this reason, intelligent, ecological building materials has become the current trend of development. Phase change material as traditional building materials and phase change materials in a composite made of a new material, because of its large energy density, can be approximated under constant heat absorption and rapid development. On the other hand, application of energy storage phase change material can be kept comfortable, energy-saving heating and cooling needed and welcomed by the construction industry. This article from the multiple aspects of the phase change material specific analysis, to lay the foundation for further research later.Key words:construction materials; phase change material; energy storage technology在当今社会，能源和环境问题人类发展必须面对的两大问题。
相变材料的研究与进展
类 材 料 主要 包 括 多 元 醇 、高 密 度 聚 乙烯 、以 及 具 有 “ 层 状 钙 钛 矿 ” 晶体结构 的金属有机化合物等 。 根 据 相 变 材料 的成 分 ，相 变 材 料 通 常 可 分 为 有 机 相 变 、无 机相 变和复合 相变材料 。亦 可分 为水合相变 材料 和蜡质相 变材
相变储能材料在建筑节能领域的研究进展
相变储能材料在建筑节能领域中的应用已经取得了显著的进展，未来发展的 趋势和挑战主要包括以下几个方面：
1、进一步研究和开发新型的相变储能材料，以提高其能量密度、循环寿命 和稳定性等性能指标；
2、加强相变储能材料在可再生能源领域中的应用研究，如太阳能、地热能 等；
3、推动相变储能材料的生产和使用标准化、规模化，降低生产成本，提高 经济效益；
1、有机PCM：有机PCM具有较高的储能密度和良好的热稳定性，是目前研究 最为广泛的相变储能材料之一。其中，脂肪酸类、醇类和酯类是最常见的有机 PCM。
2、无机PCM：无机PCM具有较高的导热系数和较长的使用寿命，但是其储能 密度较低。常见的无机PCM包括结晶水合盐、熔融盐和金属合金等。
3、复合PCM：复合PCM是将有机PCM和无机PCM结合在一起的一种新型相变储 能材料，具有较高的储能密度和导热系数，同时使用寿命也较长。
4、加强国际合作与交流，共同应对全球能源危机和环境污染问题，推进建 筑节能领域的发展。
参考内容三
基本内容
随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重，建筑节能已成为当今社会的 焦点。相变建筑材料作为一种具有潜力的节能材料，在建筑节能领域具有广泛的 应用前景。本次演示将对相变建筑材料在建筑节能领域的应用进行研究，探讨其 工作原理、技术实现及发展趋势。
相变储能材料在建筑节能领域中的应用场景主要包括建筑采暖和建筑制冷两 个方面。在建筑采暖方面，相变储能材料可以应用于地板采暖、墙体外保温等方 面，提高室内热舒适度，并降低能源消耗。在建筑制冷方面，相变储能材料可以 应用于空调系统和冷冻冷藏等领域，实现能量的合理利用和储存，达到节能减排 的目的。
相变储能材料的制备关键技术包括原材料的选择、制备工艺和性能控制等方 面。首先，原材料的选择是相变储能材料制备的关键环节，其选择应当考虑到材 料的相变温度、比热容、导热系数等参数，以及材料的环保性和经济性等因素。 其次，制备工艺也是相变储能材料制备的关键技术之一，包括熔融共混法、溶液 法、乳化法等。最后，性能控制方面，需要通过对原材料和制备工艺进行严格控 制，以获得具有优良性能的相变储能材料。
高分子相变储能材料的研究进展
2019年第7期广东化工第46卷总第393期 ·129 ·高分子相变储能材料的研究进展陈超群，郭帅均，陈敏(湖北科技学院核技术与化学生物学院，湖北咸宁437100)[摘要]介绍了近年来高分子相变储能材料的研究进展，从相变机理、应用领域、材料的基本要求及优缺点、主要研究方法等方面对各类高分子相变材料进行了阐述比较，重点指明了各类材料的详细制备过程及产品的性能，并展望了今后高分子相变材料的研究方向和研究重点。
[关键词]相变；储能；高分子[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2019)07-0129-02Research Development of Polymeric Phase Change MaterialsChen Chaoqun, Guo Shuaijun, Chen Min(School of Nuclear Technology and Chemistry & Biology, Hubei University of Science and Technology, Xianning 437100, China) Abstract: The research development of polymeric phase change materials in recent years are reviewed, including phase transformation mechanism, application field, the basic requirement of materials and advantages and disadvantages, the main research method. The preparation method and the performance of the polymeric phase change materials are analyzed in detail. The research directions of the polymeric phase change materials in the future are proposed as well.Keywords: phase change；energy storage；polymer相变材料对于储能和提高能量利用率意义重大，常见的相变材料有金属(包括合金)、无机熔盐、无机水和盐、有机物等。
浅谈相变材料在建筑领域的研究进展
浅谈相变材料在建筑领域的研究进展摘要：利用相变材料的潜热特性，可实现能量的存储和利用，因此在建筑节能领域有着巨大的应用潜力，得益于节能减排战略需求引领。
近年来，我国对于相变材料的研究逐渐拓展和丰富，相变储能技术也取得了长足的进步。
本文介绍了相变材料的分类，深入探讨了相变材料在建筑领域的研究进展。
关键词：相变材料、建筑领域、研究进展一、相变材料的分类相变材料按组分类型可分为无机PCM、有机PCM和复合PCM三类。
其中，无机PCM主要有结晶水合盐、熔融盐类（如氟化物、碳酸盐、硝酸盐、卤化物等）；有机类PCM主要包括饱和脂肪烃，酸、醇以及酯类，如石蜡、季戊四醇等；复合类PCM则是包含2种及以上同类或不同类PCM，可以有效由于可克服单一相变材料的缺点，还可提高相变焓值、导热率、耐热性等，应用最为广泛。
按照发生的相态分类，最常见的是固液相变材料和固固相变材料。
固-液相变材料是指材料在发生固相与液相的相互转变时伴随热量的吸收和释放；而固-固相变材料是指固体发生晶格结构改变而放热或吸热。
固-液相变材料一般价格更低廉，相变循环和可逆性好，在建筑节能领域应用最广。
二、相变材料在建筑领域的研究进展（一）相变储能砂浆在由水泥、细骨料和外加剂等组成的砂浆基体中添加含复合相变材料的功能填料，经过配方优化后可制成相变储能砂浆，具有储能调温效果。
具体表现为，当白天太阳照射温度较高时，砂浆中的相变功能组分发生相变，热量经过围护结构传递时，被相变储能砂浆阻挡和吸收，因此传递到室内的热量大大削减，室内升温速度减慢；同理，当晚上室内寒冷时，砂浆中的相变功能组分发生相变，可将白天储存的热量释放到外界环境。
室内环境温度变动幅度减小，即可起到节能效果。
兰州交通大学、中国科学院西北生态环境资源研究院、中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司联合开发了一种新型相变储能砂浆。
首先用微波煅烧法制备石蜡/膨胀石墨相变材料，并通过对相变材料、水泥、砂、减水剂等各组分的复合工艺设计，制备出的相变砂浆克服了用于寒区建筑体的传统砂浆强度低、相变时易应力开裂、热焓值低等缺点。
颗粒相变储能材料的研究进展
求， 并且多元醇加热到固一 固转变温度以上时会由晶体变为塑 性晶体（ 简称塑晶） 。塑晶具有很高的固体蒸气压 ， 易挥发损 失［ 。为克服塑晶挥发性很大这一缺陷， ５ ］ 在使用时要求容器 密封， 这不适合轻质储温的技术。近年来， 国内外研究较多 的是石蜡和脂肪酸类有机相变材料， 它们有相变潜热较高、 化学性质稳定、 无腐蚀、 无过冷， 与建筑物相容性好等优点。 正烷烃石蜡熔点合适 ， 可是其价格较高， 且浸入建筑材料中 会表面结霜； 脂肪酸类价格较低， 但单独使用时温度很少符
颗粒 相 变储 能材 料 的研 究进展 ／ 艳玲 等 魏
由于单一的相变材料存在着缺点， 相变材料的发展必然 走 向多元化复合的趋势。现在 ， 二元和三元复合相变材料成 为研究热点。当前建筑储能相变材料最 有效 的复合方式是 石蜡之间或脂肪酸之间的复合 ， 制得一定温度范 围内的低共
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料 与 目前建筑 材料 的融 合 方 法 ， 泡 法 是 最 可行 的 ， 且 浸 浸 而 泡 法很 简单 ， 时 间和地点 的限制 。封 装途 径 就是 浸 渍 相 不受
会释放大量潜热， 并且熔点与潜热随着链 长的增加而增加 。 石蜡安全 、 可靠 、 有前景、 价格低、 无腐蚀性 ， 而且它们具有化 学稳 定性 以及 相 变时 体 积 变 化较 小 和 熔 融状 态 时蒸 气 压 较 低等优 点。 由于这些 性 质， 蜡 能够 经受 长 时间 的热 循 石 环［ 。Ｙ ｈＱ ａｙ ｇ 在实验中配制了几种相变温度合适 ６ ａ ｕｎ ｉ ［ ］ ｎ 的正烷烃和石蜡混合物 ， 利用差示扫描量热仪研究 了石蜡混 合物的储热性能和热稳定性能 ， 找到了适合墙体建筑的低价
中［ 引。
根据测试曲线分析了相变温度和相变潜热。研究得出， 同 不 种类的石蜡进行混合可得到不同熔点 的相变材料。若从经 济角 度考 虑 ， 适 宜 的 配制 方 法 是 使 用 液 体 石 蜡 和 ４ ＃石 最 ６ 蜡、８ ４ ＃石蜡进行混合 ， 因为它们价格低廉、 容易购买 。与此
新型相变储能材料在建筑工程中的应用
第 12 卷第 12 期2023 年 12 月Vol.12 No.12Dec. 2023储能科学与技术Energy Storage Science and Technology新型相变储能材料在建筑工程中的应用鞠杰1，陈瑞芳2，魏钢3（1河南应用技术职业学院，河南郑州450042；2郑州城市职业学院，河南郑州452370；3中建六局华北建设有限公司，北京100037）摘 要：相变储能材料是一类利用在某一特定温度下发生物理相态变化以实现能量存储和释放的储能材料，具有储热密度高、放热速率快、蓄热温度分布均匀等优点。
在建筑工程应用中，它可以有效降低建筑结构中的温度波动，达到节能减排的目的。
为了提高新型相变储能材料在建筑工程中的应用成效，本文对基于淀粉、纤维素、木质素为载体的新型相变储能材料特性展开研究，对其在屋顶隔热、墙体保温、玻璃暖房、太阳能光伏发电等领域的应用也进行了分析，还对其未来的发展方向提出了展望和见解。
希望能更好地促进新型相变储能材料与其他建筑节能技术相结合，进一步提升相变储能材料的应用范围和应用效果。
关键词：相变储能材料；节能环保；淀粉；纤维素；木质素；建筑工程doi： 10.19799/ki.2095-4239.2023.0810中图分类号：TK 01 文献标志码：A 文章编号：2095-4239（2023）12-3883-03Application of new phase change energy storage materials inbuilding engineeringJU Jie1, CHEN Ruifang2, WEI Gang3(1Henan Vocational College of Applied Technology, Zhengzhou 450042, Henan, China; 2Zhengzhou City Vocational College, Zhengzhou 452370, Henan, China; 3North China Construction Co., Ltd., China Construction Sixth Bureau,Beijing 100037, China)Abstract:Phase change energy storage materials is a type of energy storage materials that utilize physical phase changes at a specific temperature to achieve energy storage and release. They have the advantages of high heat storage density, fast heat release rate, and uniform distribution of heat storage temperature. In the application of building engineering, it can effectively reduce temperature fluctuations in building structures and achieve the goal of energy conservation and emission reduction. However, there is still a long way to go in the research of its specific application effects. In order to improve the application effectiveness of new phase change energy storage materials in construction engineering, the article conducts research on the characteristics of new phase change energy storage materials based on starch, cellulose, and lignin as carriers. It also analyzes their applications in roof insulation, wall insulation, glass greenhouses, solar photovoltaic power generation, and other fields. It also puts forward prospects and insights for its future development direction. I hope to better收稿日期：2023-11-11；修改稿日期：2023-11-18。
相变储能材料的应用与制备研究进展
北 京 工 业 职 业 技 术 学 院 学 报
第 １ 卷 １
度大 、 密度大且价格便宜 ， 缺点是存有过冷、 析出、 腐 蚀、 相分离和污染等问题＿ 。为防止这些缺点 ， ５ 需
加入 防过 冷剂 和 防相分 离 剂 ， 用 的 防 相分 离 剂 有 常 树胶 和 明胶等 物质 ， 也可采 用 阴离子 表面 活性剂 。 有机 相变 材料—— 有 机相变 材料 的导 热性不 及
０ 引 言
１ 相变材 料 的分 类
相 变 材 料或 称 相 变储 能 材 料 ， 于能 源 材 料 的 属 范 畴 。广义 来说 ， 变 储 能 材料 是 指 能 被 利 用 其 在 相
物 态 变化 时所 吸 收 （ 出） 放 的大 量 热 能 用 于能 量储
相变 材 料 种 类 繁 多 ， 目前 为 止 ， 经 发 现 到 已
关键 词 ： 变储 能材 料 ；分类 号 ： Ｄ ８ Ｔ ９５
文 献标 识码 ： Ａ
文 章编 号 ：６ １— ５ ８ ２ １ ）２— ９— ４ １７ ６ ５ （ ０ ２ ０ ５ ０
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ｒ ｐ ｒ ｔｏ ｎ ｐ ｉａ ｉ ｎ ｓ ａ ｃ ｖ ｌｐ ｎ ｆＰ ｅ ａ ａ ｉ ｎ ａ ｄ Ａｐ ｌ ｔ ｃ ｏ ｏ ｈ ｓ ａ ｇ ａ ｅ ｉｌ ｆＰ ａ ｅ Ｃｈ ｎ ｅ Ｍ ｔ ｒａ
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低温相变储能材料研究进展及其应用
温相变储能材料（ 温度低 于 ２ Ｏ℃） 进行综述 ， 重点介 绍 了低 温相 变材 料的分类及 其载体的研 究 ， 并探讨 了相 变材 料在 空调 、 建 筑及食品保鲜等领域 的研 究进展 。最后对 未来相 变材料 的发展 方向和 应用前景进行 了展 望。 关键词 低温 相变材料 载体
文献 标 识 码 ： Ａ 中图分类号 ： ＴＫ ０ ２
Hale Waihona Puke Ｒｅ ｖ ｉ ｅ ｗ ｏ ｎ Ｌｏ ｗ Ｔｅ ｍ ｐｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｐｈａ ｓ ｅ Ｃｈａ ｎｇ ｅ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ａ ｎ ｄ Ｉ ｔ ｓ Ａｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
ＦＵ Ｙｉ ｂ ｏ 。Ｗ ＡＮＧ Ｄｏ ｎ ｇ ｍｅ ｉ 。ＺＨＵ Ｈｏ ｎ ｇ
目前 国 内外 研究 的相 变材料 主要集 中在 固一 液相 变材 料 ，
时还 要考 虑其 经济 性 和 运 用可 行 性 。低 温 相 变储 能 材 料 的 性 能要求 主要 有 以下 方面 ： （ １ ） 热力 学性 能 ： 合 适 的相 变 温 度 ， 较 高 的 相 变 潜热 ， 能 满 足实 际应用 。比热 容较大 ， 提 供较 多的显 热 。 （ ２ ） 物理 性能 ： 较 大 的密 度 ， 较小 的膨胀 系数 。
相 变储 能是 利 用 材料 的相 变潜 热 来 实 现 能量 的储 存 和 利用 ， 是 缓解能 量 供求 在 时 间 、 地 点 及 强 度 上不 匹配 的有 效 方式 ｌ ＿ １ ］ 。相 变 储 能 技 术 的 核 心 是 相 变 材 料 （ Ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｍ ａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ， Ｐ Ｃ Ｍ） ， 是 在相变 过程 中伴 随着能量 吸收 和释 放 的 材料 ， 其 吸收或 释 放 的能 量 称 为相 变 潜 热 ， 相变 的发 生 仅 取 决于 温度 ， 可广 泛应 用 于控温领 域 。
相变材料与相变储能技术49页PPT文档
能量储存的方式包括机械能、电磁能、化学
能和热能储存等。热能储存又包括显热储存和潜 热(相变热)储存，显热储存是利用材料所固有的 热容进行的；潜热储存，或称相变储能，它是利 用被称为相变材料的物质在物态变化(固—液， 固—固或气—液)时，吸收或放出大量潜热而进行 的。由于热能储存在工业和民用中用途广泛，因 此，在储能技术领域占有极其重要的地位。
1989年
Kedl和Stoval第一次研究 制成浸有18烷石蜡的相变墙板。
1991年 2019年 2000年 2019年
德国利用Na2SO4／SiO2制成高温蓄热砖， 并建立太阳能中央接收塔的储热系统。
Feldman等采用两种方法制备了相变储能 石膏板；日本利用不同含Si量的Al—Si合金 相变储能材料进行工业余热回收应用研究
相变储能材料是基础，因此在相变储能技术 领域，首先是研究和开发相变潜热大，性能稳定 和性价比高的相变材料。其次是应用，主要涉及 储能元件，储能换热器和储能系统的相变传热， 相变材料与换热流体的对流耦合换热，材料的腐 蚀与防护，系统的设计等方面。除了对传统的无 机盐、无机水合盐、有机和金属相变材料进行研 究外，近年来，对新相变储能材料的研制，存在 从无机到有机、从单一成分到复合材料、从宏观 到纳米／微胶囊化的趋势，定形相变材料、相变 材料的微胶囊化、功能储能流体等及其在建筑、 太阳能等领域的应用成为研究的热点。
相变材料(phase change materials，PCM) 或称相变储能材料，它属于能源材料的范畴。放
出)的大量热能用于能量储存的材料。狭义来说，
是指那些在固—液相变时，储能密度高，性能稳 定，相变温度适合和性价比优良，能够被用于相 变储能技术的材料。
Neeper对注入了脂肪酸和石蜡相变材料 的石膏墙板的热动态特性进行了测试
国内外相变储能材料技术现状及应用情况研究综述
0 引言能源是社会发展的重要物质基础，是经济的主要驱动力之一[1]。
不可再生资源的不断枯竭和全球变暖的不断升级，迫使趋势转向使用可持续能源[2，3]。
因此，进行可再生能源开发势在必行。
研究充放效率高的储热、储电系统是推动可再生能源普及应用的必经环节[4，5]。
据统计，目前全球18%以上的能源消耗来自可再生能源[6]。
长远看来，可再生能源由于其可持续性、环境友好性而比传统化石能源更具应用前景[7]。
然而，可再生能源也面临亟待解决的问题，特别是以风光为主的间歇性能源，其自然脉动性与人类社会活动的24小时能源供应需求相违背，需配置储能手段来平抑能源供给侧与需求侧的波动[8]。
在热能制取与利用领域，通过将热能储存（Thermal Energy Storage，TES）应用于高效和清洁的能源系统，可以最大限度地减少对二次能源/化石燃料的依赖，从而提高可再生能源热能的可靠性[12，13]。
此外，TES系统可以储存多余的能源，并通过在电力需求高峰期间交付来弥补供需缺口[14，15]。
国内外能源技术领域正在努力从可再生能源中获得更稳定、更高效、全天候的能源供给[16]。
1 热能储存TES通过Web of Science对TES相变材料进行了全面的文献调查，在过去的30年里，共统计出4300多篇关于材料、组件、系统、应用、发展等基础科学/化学的研究论文。
如图1（a）所示，近10多年来，TES材料的研究非常活跃。
此外，TES 材料也获得了市场认可，一些组织对相关技术申请了专利保护［见图1（b）］，从文献和专利增长情况来看，储热行业发展增速较为迅猛[17-18]。
用于潜热储热（LHTES）的材料称为相变材料（Phase Change Materials，PCM）[19]，在相变过程中具有恒定温度进行吸收和释放热量的能力[20]。
PCM的分类和相关应用情况如图2所示，组成成分多样，可以是有机、无机或共晶混合物。
通过将PCM配置进TES系统，可有效地利用其相变过程进行热量储存与馈出，通过控制系统的运行参数可以满足热负荷。
相变储能建筑材料的应用技术进展
相变储能建筑材料的应用技术进展摘要利用相变储能材料来实现能量的贮存与利用，是近今年来能源利用领域中非常活跃的研究课题。
相变储能材料用于建筑节能领域，有利于提高建筑物的热舒适性，达到节能降耗的目的。
随着人们生活水平的提高，人们对建筑节能也愈来愈重视。
相变储能建筑材料的应用前景也会愈来愈广阔。
关键词相变储能材料；建筑；节能；能源；潜热性能中图分类号tu2 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）49-0082-02随着人们生活水平的提高，人们对室内环境舒适度的要求也愈来愈高，节能技术也因此得到了更多的应用。
然而，能源用率仍不是较高，存在着较大的浪费。
如何可以将能源储存起来，在需要的时候合理地利用它，成为人们当前考虑较多的问题。
相变储能建筑材料作为一种新型建筑功能材料，在储能、节能方面有着较好的应用前景。
相变储能材料用于建筑节能领域，有利于达到节能降耗的目的。
随着人们对建筑节能问题的逐渐重视，相变储能建筑材料的应用前景也必定会愈来愈广阔。
1 相变储能材料的概念阐述1.1相变储能建筑材料相变储能材料的英文全称为phase change material，简称为pcm。
相变储能材料是指在一定的温度范围内，利用材料本身相态或结构的变化，根据自身独特的潜热性能，当环境温度升高或降低时，它可以向环境自动吸收多余热量储存起来或释放储存的热量能起到保温作用的一种热功能复合材料。
利用相变材料的相变潜热来实现能量的贮存与利用，有助于开发环保节能型复合材料，是近今年来材料科学与能源利用领域非常活跃的前沿研究课题。
1.2相变储能建筑材料特点按所储能量的特点，储能材料可分为：储冷材料与储热材料。
储能材料按储能的方式大体分为：潜热储能、显热储能与化学反应储能三大类。
化学反应储能技术复杂并且使用不便。
显热储能材料自身的温度在不停地变化，无法达到控制温度的目的，其应用价值不是较高。
而潜热储能材料不但能量密度较高，而且所用装置简单、设计灵活、体积较小、使用方便且易于管理。
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相变储能材料的研究进展与应用相变储能材料是近年来备受研究关注的一种新型储能材料，具有高能量密度、长寿命、高效率等特点，是未来智能电网和可再生能源等领域的关键技术之一。
本文将从相变储能材料的基本原理、研究进展和应用等方面进行分析和探讨。
一、基本原理
相变储能材料是利用物质在相变过程中所释放或吸收的潜热实现储能和释能的一种功能材料。
相变储能材料通常由两种物料组成，一种是相变材料，另一种是传热材料。
相变材料是指在特定温度范围内，其内部结构发生相变，从而在储能和释能过程中释放或吸收热量。
传热材料是指能够促进相变材料与环境之间的热传递的材料，它们构成了相变储能材料的基本组成部分。
二、研究进展
相变储能材料的研究起源于20世纪60年代，最初的应用是在太空科技领域。
随着全球能源危机和环境问题的日益严重，人们
开始更加重视新能源技术的发展，相变储能材料也越来越受到研究者的关注。
目前，相变储能材料的研究范围已经涵盖了多个领域，包括建筑节能、汽车空调、电子产品、工业生产等。
其中，建筑节能领域是相变储能材料最为广泛的应用领域之一。
使用相变储能材料进行建筑节能，可以减少建筑物对空调的依赖性，降低能耗，减缓全球气候变化等方面发挥着重要作用。
三、应用前景
随着人们对环境和能源问题的日益重视，相变储能材料的应用前景也越来越广阔。
相变储能材料的主要应用领域有：
1. 建筑节能。
相变储能材料可以应用于建筑外墙、屋顶、地板等位置，实现建筑节能。
当前，相变储能材料已经得到了广泛的应用，如利用相变墙体技术进行绿色建筑改造等。
2. 汽车空调。
相变储能材料可以应用于汽车空调系统，通过储存汽车内部的剩余能量和外界环境热量，使汽车可以更加智能化地进行热调节，提升舒适度。
3. 电子产品。
相变储能材料可以应用于电子产品中，如手机配件、电脑散热器等。
它可以将电子产品中产生的废热转化为储存热量的形式进行存储，实现节能减排。
4. 工业生产。
相变储能材料可以应用于工业生产中，如炼钢、铸造、密封等领域。
它可以利用相变材料的物理或化学性质，实现热能的高效利用，提高工业生产的效率和质量。
总的来说，相变储能材料是一种非常有前途的储能技术，它可以解决能源和环境问题，改善人们的生活和工作条件。
相信随着科技的不断进步和完善，相变储能材料将会得到更加广泛和深入的应用。