储热材料的研究进展及其应用
相变储热技术研究进展
相变储热技术研究进展一、本文概述随着全球能源需求的日益增长和环保意识的逐渐加强，高效、环保的能源存储技术成为了研究热点。
相变储热技术作为一种重要的热能存储方式，因其能在特定温度下进行热能的吸收和释放，从而实现对热能的有效管理和利用，受到了广泛关注。
本文旨在全面综述相变储热技术的研究进展，包括其基本原理、材料研究进展、应用领域以及未来的发展趋势。
通过对现有文献的梳理和分析，本文旨在为相关领域的研究者提供有价值的参考，推动相变储热技术的进一步发展和应用。
二、相变储热材料的研究进展相变储热技术作为一种高效、环保的储热方式，近年来受到了广泛关注。
其核心在于相变储热材料（Phase Change Materials, PCMs），这些材料能够在特定的温度下吸收或释放大量的热能，从而实现对热能的储存和利用。
近年来，相变储热材料的研究取得了显著的进展，不仅拓宽了材料种类，还提高了储热效率和稳定性。
在材料种类方面，传统的相变储热材料主要包括无机盐类、石蜡类和脂肪酸类等。
然而，这些材料在某些应用场合下存在导热性差、易泄漏、化学稳定性不足等问题。
因此，研究人员开始探索新型相变储热材料，如高分子材料、纳米复合材料等。
这些新材料不仅具有更高的储热密度和更好的稳定性，还能通过纳米效应、界面效应等提高导热性能，从而满足更广泛的应用需求。
在储热效率方面，研究者们通过改变材料的微观结构、优化复合材料的配比、引入纳米增强剂等方法，有效提高了相变储热材料的储热效率和热稳定性。
一些研究者还将相变储热材料与其他储能技术相结合，如与太阳能、地热能等可再生能源相结合，实现了热能的高效利用和存储。
在应用方面，相变储热材料已广泛应用于建筑节能、工业余热回收、航空航天等领域。
在建筑节能领域，相变储热材料可以用于墙体、屋顶等建筑构件中，通过储存和释放热能来调节室内温度，提高建筑的保温性能。
在工业余热回收领域，相变储热材料可以回收和利用工业生产过程中产生的余热，提高能源利用效率。
热能存储材料及其应用研究进展
热能存储材料及其应用研究进展随着全球能源需求的增加，新的可再生能源技术正在得到更多的关注。
然而，可再生能源的使用仍然受到限制，一个主要的原因是能源的不稳定性和间歇性。
因此，热能存储技术作为一种重要的能源存储技术，正在受到越来越多的关注。
本文将介绍热能存储材料及其应用研究进展。
1. 热能存储技术的基本原理热能存储技术是将热能储存到某种媒介中，待需要使用时释放热能。
其基本原理是热量的传递必须保持热流的方向一致，即从高温区域流向低温区域。
储能时，媒介用电或其他方式加热到高温状态，然后当需要释放能量时，将热能源的热能传递给需要使用的地方。
2. 热能存储材料的分类热能存储材料通常可以分为两种类型：相变储热材料和热容储热材料。
相变储热材料是指能够通过相变过程（如熔化、冷凝等）来吸收和释放热量的材料。
热容储热材料是指在一定温度范围内，能够吸收和释放热量的材料。
3. 相变储热材料相变储热材料是一种重要的热能存储材料。
这些材料通常可以通过加热来发生相变，例如从固态向液态转变、从液态向气态转变、从普通固态向有序固态转变等。
相变储热材料的优点在于其潜热较大，储能密度高，且不会因温度变化而引起体积变化。
常见的相变储热材料包括蓖麻油酸（RSM）和氢氧化钠（NaOH）等。
RSM是一种生物基可再生相变储热材料，具有良好的相变温度和热值，从而适合于应用于太阳能热发电系统等多种领域。
NaOH在特定温度范围内从固态转变为液态，其潜热高达44.1 J/g，可以储存大量的热能。
4. 热容储热材料与相变储热材料不同，热容储热材料的热量存储通常不会引起相变。
热容储热材料的优点是其热量存储和释放速度较快，因此在一些短期高温场合中更为适宜。
常用的热容储热材料有石墨烯、陶瓷和金属氧化物等。
石墨烯是一种优秀的热容储热材料，由于其良好的热导率和稳定性，可以在高温场合中储存和释放大量的热量。
此外，陶瓷和金属氧化物也被广泛应用于热能储存系统。
5. 热能存储材料的应用研究进展热能存储材料可以广泛应用于发电、供暖等领域。
新型储能材料和技术的研究和应用
新型储能材料和技术的研究和应用现代社会离不开能源和储能材料的发展，因为储能材料和技术对于现代工业的发展与各行业的改变起到了关键性的作用，同时也对人们的生活、交通、通讯等方面产生了影响。
随着科技的不断进步，新型储能材料和技术也逐渐得到了广泛应用。
本文将探讨新型储能材料和技术的研究和应用，以及其对于能源、环境等方面的影响。
一、新型储能材料的研究和应用随着能源的发展，传统的化石能源日益枯竭，转型到新能源的发展成为了必然的趋势。
其中，储能材料是新能源的重要组成部分。
新型储能材料的研究和应用对于节能减排、提高能源利用率、降低成本等方面产生了积极的影响。
以下是一些新型储能材料的研究与应用情况的介绍：1. 锂离子电池：随着智能手机、电动汽车和新能源等的普及，锂离子电池成为了最为广泛应用的储能材料之一。
锂离子电池是一种高性能、高能量密度、环保安全的新型储能材料。
目前，除了传统的石墨型锂离子电池外，还涌现出了钛酸锂、硅基、硒化物和钠离子等新型锂离子电池。
2. 超级电容器：超级电容器是一种新型储能技术，它是利用电荷-电场来存储电能的装置。
相比传统的锂离子电池，超级电容器功率密度高、长寿命、安全性高。
目前，超级电容器广泛应用于电动汽车、智能家居等领域。
3. 金属空气电池：金属空气电池是一种新型的电化学储能设备，将金属作为电池的负极，空气作为电池的正极。
金属空气电池具有能量密度高、成本低、环保安全等优点，被广泛应用于无人机、电动汽车等领域。
以上介绍的无不体现了现代储能材料的新型化、高效性、安全环保性的特点，并且在新能源的推进中起到了重要的作用。
二、新型储能技术的研究和应用新型储能技术是新型储能材料的重要组成部分，它们可以提高能源的储存效率，降低能源的消耗，减少环境污染。
随着科技的不断发展，新型储能技术的研究和应用也得到了广泛的关注。
1. 热储能技术：热储能技术是将太阳能转化为热能，再将热能储存起来，以备使用。
热储能技术的优点是稳定、节约、环保。
储热材料及其应用
储热材料及其应用文章介绍了储热的主要分类及其原理，对存储材料分类，说明各类材料的特点。
介绍了储热材料在工程中的应用和发展。
标签：存储材料；蓄能；蓄冷/热引言能源和环境问题的日益严重迫使人们不断开发清洁能源能源。
风能、太阳能、地热能、生物能、海洋能等不断被人们开发研究。
储热介质是一种能够储存能量并提高能源利用率起到环境保护作用的物质。
储热介质为储热技术的核心，人们对其研究也在不断深入。
储热技术已在太阳能利用、电力调峰、工业废热和余热的回收利用中广泛应用。
1 储热方法及储热材料1.1 显热存储显热存储是指储热材料随着温度的升高或降低而吸热或放热的现象。
显热存储介质普遍存在易得、化学性质稳定，但温度波动大。
根据显热存储介质的形态可分为液体显热存储介质和固体显热存储介质。
液体显热存储介质有乙醇、丙醇、丁醇异、丁醇辛烷和水。
当储热温度较高时高压容器的费用很高，水则不适合做为存储介质。
固体显热存储介质主要有岩石土壤金属类以及无机氧化物类。
固体显热存储介质不和其他物质发生反应、不易腐蚀、便宜易得。
固体显热存储主要有岩石床储热器和地下土壤储热器。
1.2 潜热存储潜热存储是指物质由固到液、液到气或由固到气时吸收相变热，逆反应时释放相变热。
按化学组成分为有机物类和无机物类。
无机物类储热密度大、腐蚀性小、成本低，是目前固-液存储主要的研究方向。
广泛用于废热、余热回收和太阳能相变储能。
无机物类分为水和盐类和熔盐类。
水和盐类主要应用于中低温相变存储，其融化热大、热导率高、体积变化小。
但因其易出现过冷和分层现象要加入防过冷剂和防相变分离剂。
常用的无机水和盐相变材料主要有硫酸钠水合盐、三水醋酸钠等。
常见的熔盐是硝酸盐、碳酸盐、氯化物和氟化物。
其缺点是热导率低和腐蚀严重。
有机相变材料在固态时易成型、腐蚀性小、化学性质稳定、便宜易得、不易出现过冷和分层。
有机相变材料主要分为石蜡、酯酸类、多元醇类。
石蜡的分子式为CnH2n+2，它由直链烷烃混合而成。
低熔点合金传热储热材料的研究与应用
低熔点合金传热储热材料的研究与应用低熔点合金是指在常温下熔点较低的合金材料。
传统的传热储热材料如水、石油和石墨热储石，虽然具有较高的热容量和传热性能，但在储热和传热过程中存在一些局限性。
而低熔点合金作为一种新型材料，在传热和储热方面具有很大的潜力和优势。
低熔点合金具有较高的热容量和热导率。
由于其熔点较低，低熔点合金可以在相对较低的温度下储存大量的热能。
同时，低熔点合金的热导率较高，可以实现高效的热传递。
这使得低熔点合金在储热和传热领域具有广泛的应用前景。
低熔点合金具有良好的稳定性和可控性。
在储热过程中，低熔点合金可以通过吸热或放热的方式储存和释放热能。
而且，低熔点合金的相变温度可以通过合金成分的调节来实现可控。
这种可控性使得低熔点合金在储热系统的设计和运行中具有更大的灵活性和可操作性。
低熔点合金还具有较好的可循环性和耐久性。
在储热和传热循环过程中，低熔点合金可以进行多次相变，并保持较好的稳定性和性能。
与传统的储热材料相比，低熔点合金具有更长的使用寿命和更低的维护成本。
在实际应用中，低熔点合金可以广泛用于太阳能热水系统、工业余热回收、储能系统等领域。
例如，在太阳能热水系统中，低熔点合金可以作为储热介质，通过吸热和放热实现对太阳能热能的高效储存和利用。
在工业余热回收中，低熔点合金可以作为储热材料，将废热转化为可再生能源。
在储能系统中，低熔点合金可以用于储存电能，实现电能的高效转换和利用。
然而，低熔点合金在研究和应用中还存在一些挑战和问题。
首先，低熔点合金的合金成分和相变温度的选择对其性能和应用范围具有重要影响。
因此，需要深入研究合金的相变机制和热力学性质，以优化合金的性能和应用效果。
其次，低熔点合金的制备和加工技术也需要进一步改进和完善，以提高合金的稳定性和可控性。
此外，低熔点合金的成本和环境影响问题也需要重视，以实现其在工业应用中的可持续发展。
低熔点合金作为一种新型的传热储热材料，在储热和传热领域具有广阔的应用前景。
相变储热材料研究进展PPT课件
高的技术要求。
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研究目标：
研究开发出高储 能密度、性能稳定、 热导率高的中温相 变储热材料。选定 锡（Sn)、铋（Bi)、 铅（Pb)、锌（Zn) 等低熔点合金相变 储能材料作为研究 对象。
研究内容
①开发相变温度在100-300℃， 单位体积相变潜热大于300J/cm3 的低熔点二元合金相变储热材 料。
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有机相变储热材料有良好的 固体成型性、对储热室的腐 蚀性小、对人体几乎无毒等 优点，但该类材料也存在导 热性能差，使得在吸收和释 放能量过程中传热效率低， 从而降低系统的使用效率， 且储热密度小、温度升高易 挥发、易燃烧甚至爆炸或暴 露在空气中易氧化、老化等 问题。
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课题组研究 方向和问题：
金属合 金相变 储热材 料
环境污染、 能源紧缺
矿物燃料的燃烧造 成环境污染和能源 紧缺两大问题。
太阳能利用成为新 趋势之一。
太阳能热发电与 储热材料
由于受天气等自然条 件影响，收集到的太 阳辐射具有非连续、 非稳态的特点,使得太 阳能的利用缺乏可控 性。
储热材料可以储存太 阳能，在适当的时候 释放热量，保证供电 供热装置持续稳定工 作。
相变储热 材料
理想的相变材料应具备 的条件：
①合适的相变温度，较 大的相变潜热；
②无毒，无腐蚀，不易 燃且价格低廉；
③导热率高，利于快速 储存和释放热量；
④热稳定性好，长期熔 化/凝固热循环后储 热性能衰减小；
⑤储热密度高，应具有 较大的比热容和化 学反应热效应。
二、研究内容和问题
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相变储热材料：利用材料在相变时吸热和放热的现象，
储热材料。太阳能热水系统（≤80℃）等领域的应用，
新型储能材料的制备及其应用研究
新型储能材料的制备及其应用研究储能技术是能源领域的一个热门话题，这是因为今天的电力系统需要有一个强大、高效的能量储存系统来平衡能源的输入与输出。
随着能源领域的不断发展，新型储能材料的制备和应用研究已经成为产业界和学术界研究的热点之一。
在本文中，我们将深入探讨新型储能材料的制备和应用方向。
一、新型储能材料的制备1. 锂离子电池中的材料锂离子电池的诞生，代表着储能领域迎来了一个新的时代。
目前，电池的正极材料主要包括：三元材料、锰酸盐材料和磷酸铁锂材料等。
三元材料中，三氧化钴(Co3O4)、氧化锰钴(LiMn2O4)、氧化镍钴锰(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)等材料具有较好的性能和商业应用前景。
磷酸铁锂材料具有较高的放电电压和较好的循环寿命，但发展缓慢。
未来的研究方向应该集中在提高与应用其性能。
2. 钠离子电池中的材料钠离子电池是锂离子电池之外的另一种重要的储能技术。
其中，正极材料主要有氧化钠锰(NaMnO2)、氧化钠钴锰(NaCoMnO2)、氧化钠钴镍(Na2/3Co1/3Ni1/3O2)等。
钠离子电池的正极材料在提高其循环性能及放电性能方面仍有待进一步研究。
未来的研究方向应继续优化其制备工艺，提高其综合性能。
3. 硫化锂电池中的材料硫化锂电池是另一种潜在的储能方案，硫化物类材料主要有TiS2、MoS2、WS2等。
硫化锂通过对 Li2S4 的还原而生成 Li2S/Li反应产物从而实现电池运转。
未来的研究方向应该集中在优化硫化锂电池材料的稳定性、能量密度等方面，从而为其进一步应用提供支持。
二、新型储能材料的应用1. 储能供电领域随着智能电网和可再生能源的不断推广，储能供电现已成为解决电力需求和能源问题的有效选项之一。
储能系统采用锂离子电池、铅酸电池等材料储能。
未来的研究方向应主要围绕如何提高储能系统的运行效率和降低成本方面。
2. 新能源汽车领域新能源汽车的逐渐普及成为储能材料应用的一个重要领域。
相变储热材料的发展趋势
相变储热材料的发展趋势引言相变储热材料是一种能够在相变过程中吸收和释放大量热量的材料。
相变储热技术被广泛应用于太阳能、地热能、工业废热回收等领域，具有高效、可靠、环保等优点。
随着能源需求的增加和环境保护意识的提高，相变储热材料的发展趋势备受关注。
本文将从材料创新、性能改进、应用拓展等方面，对相变储热材料的发展趋势进行全面详细、完整且深入的分析。
材料创新新型相变材料传统相变储热材料主要包括蓄冰剂、蓄热剂等。
随着科技的进步，新型相变材料不断涌现。
高分子相变材料具有较高的储存密度和较长的使用寿命；纳米相变材料具有更快的相变速率和更好的稳定性。
复合相变材料为了进一步提高相变储热材料的性能，复合相变材料成为研究的热点。
复合相变材料是将两种或多种相变材料进行组合，通过相互作用实现性能的优化。
将高导热材料与相变材料结合，可以提高传热效率；将气孔材料与相变材料结合，可以增加储热容量。
生物可降解相变材料随着对环境保护要求的提高，生物可降解相变材料逐渐受到关注。
这些材料在使用过程中不会产生环境污染，并且可以降解为无害物质。
生物可降解相变材料的开发和应用将进一步推动相变储热技术的可持续发展。
性能改进热导率提高热导率是影响相变储热效果的重要因素之一。
为了提高热导率，在设计新型相变储热材料时需要考虑以下几个方面：增加导热介质的比例、优化导热介质的形态、改善导热界面等。
通过这些方法，可以显著提高相变储热材料的热导率，提高储热效果。
相变温度调控相变温度是相变储热材料的重要性能指标之一。
随着应用领域的不同，对相变温度的要求也各不相同。
相变温度的调控成为改善相变储热材料性能的关键。
通过添加适量的添加剂、调整材料组成等方法，可以实现对相变温度的精确调控。
循环稳定性提高循环稳定性是评价相变储热材料可靠性的重要指标之一。
在实际应用中，相变储热材料需要经历多次充放热循环。
为了提高循环稳定性，需要优化材料结构、改善相变过程中的应力分布、增加材料表面涂覆等。
铝基合金储热材料在太阳能热发电中的应用及研究进展
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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。
七水硫酸镁化学储热材料与应用研究进展
化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2022年第41卷第4期七水硫酸镁化学储热材料与应用研究进展付涵勋1，兰宇昊1，凌子夜1，2，张正国1，2（1华南理工大学化学与化工学院，广东广州510641；2华南理工大学高效热储存与应用广东省工程研究中心，广东广州510641）摘要：七水硫酸镁是一种具有高储热密度（2.8GJ/m 3）、低工作温度（<150℃）的无机盐水合物化学储热材料。
开发基于七水硫酸镁的高效热化学储热材料和储热系统，有望在太阳能热利用、工业余热回收、季节性储能、建筑供热等领域取得良好的节能减排应用效果。
本文对七水硫酸镁的储热原理、基本物性进行了详细介绍。
针对七水硫酸镁在实际应用过程中存在传质阻力大、使用寿命受限、传热性能不足等缺点，文章综述了通过沸石、高分子泡沫、碳材料等改性制备硫酸镁高性能复合材料及储热器的相关研究，并对此材料的未来发展趋势作出评价。
关键词：化学储热材料；七水硫酸镁；复合材料；水合物；沸石中图分类号：TK02文献标志码：A文章编号：1000-6613（2022）04-1956-14Review on development of magnesium sulfate heptahydrate forthermochemical storage and applicationFU Hanxun 1，LAN Yuhao 1，LING Ziye 1，2，ZHANG Zhengguo 1，2(1College of Chemistry and Chemical Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510641,Guangdong,China;2Guangdong Engineering Research Center for High Efficiency Heat Storage and Application,South China Universityof Technology,Guangzhou 510641,Guangdong,China)Abstract:Magnesium sulfate heptahydrate is an inorganic salt hydrate chemical heat storage material with high heat storage density (2.8GJ/m 3)and low working temperature (<150℃).The development of high-efficiency thermochemical heat storage materials and heat storage systems based on magnesiumsulfate heptahydrate is expected to achieve good energy-saving and emission-reduction application effects in the fields of solar thermal utilization,industrial waste heat recovery,seasonal energy storage and building heating.This article introduces in detail the heat storage principle and basic physical properties of magnesium sulfate heptahydrate.Magnesium sulfate heptahydrate faces the shortcomings such as large mass transfer resistance,limited service life,insufficient heat transfer performance,etc .Therefore,the methods to prepare high-performance composite materials are introduced by modifying magnesium sulfate with zeolite,polymer foam and carbon materials,as well as the performance of the thermal storage unit.The paper points out the future development trend of magnesium sulfate heptahydrate for thermochemicalstorage and application.综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2021-0828收稿日期：2021-04-19；修改稿日期：2021-05-27。
低温热能存储技术的研究与应用
低温热能存储技术的研究与应用在当前的社会中，能源问题一直是一个备受关注的话题。
传统能源的消耗和不可恢复的特征，让人们越来越关注如何更加高效地利用可再生能源。
而不仅是能源的可再生和高效利用，如何储存这些能源的问题也日益突出。
低温热能存储技术因此而应运而生。
1.低温热能存储技术的定义低温热能存储技术是一种储存可再生能源的方法。
它通过将可再生能源转化为热能，再将热能储存到低温下的贮槽中，通过升高热能的温度从而获得机械、电气、化学等形式能量的过程。
这种技术不但可以大规模储存热能，而且体积小、效率高，是目前最具有潜力的可再生能源储存技术之一。
2.低温热能存储技术的应用在可再生能源领域，太阳能和风能是两大主要来源。
但由于它们的不稳定性，难以满足人们日益增长的能源需求。
如果能够将太阳能和风能转化为热能，通过低温热能存储技术进行储存，就可以将其利用的时间和空间模式更好地匹配，在不需外界能量的情况下提供充足的电力。
此外，低温热能存储技术也可以应用于智能微网系统、热泵系统、工业余热回收等领域，并为未来液态空气能源系统的发展提供了一条新途径。
3.低温热能存储技术的优点①相较于传统储热材料，低温热能存储技术能有效地减少储能质量，并提高系统的能量密度。
这种技术储存的是热能，而热能密度高，相较于传统储能材料，体积和重量都更小。
②低温热能存储技术的可靠性高。
由于储能材料的稳定性和热传导性能较高，这种储存方式能够稳定地运行很长一段时间。
③该技术能有效地提高新能源的利用效率。
利用低温热能存储技术进行能量的转化，不仅能够降低新能源的弃光弃风现象，还能够将能源进行有效储存，减少能源浪费。
④低温热能存储技术的使用寿命相对较长。
由于储存的是热能而非电能，在使用过程中比起电池等储存材料，由于能量密度较高，环境应力较小，所以使用寿命更长。
4.低温热能存储技术未来的展望众所周知，可再生能源在未来能源革命中将会占有重要地位，而低温热能存储技术则可以成为可再生能源储存体系的重要组成部分。
化学蓄热材料的开发与应用研究进展
化学蓄热材料的开发与应用研究进展摘要：作为化学能与热能相互转换的核心技术，化学反应蓄热是 21 世纪最为重要的储能技术之一。
与传统的潜热储能方式相比较而言，化学反应蓄热的能量储存密度有着数量级的提升，其在工作温度范围以及材料稳定性上的优势显着。
本文针对金属氢氧化物、金属氢化物、金属碳酸盐、结晶水合物、金属盐氨合物等几种当前主要的化学蓄热材料，重点阐述了各自的应用机制和工作条件，分析了各种材料的研究现状和亟需解决的科学及应用问题，指出复合以及掺杂型材料的优化制备是化学蓄热技术未来发展的主要方向。
关键词：储能技术；化学蓄热；复合材料；反应机理能量储存是解决能量供求的时间和空间匹配矛盾的有效手段，在能源危机及环境污染日益严重的今天，发展这项提高能源利用效率和保护环境的应用技术愈发紧迫。
在热能储存的领域内，国内外传统的研究方向是潜热储存，但是其材料相变时出现过冷现象、放热循环后相分离、材料的稳定性等问题始终没有得到有效解决。
作为化学能与热能相互转换的核心技术，化学反应蓄热是利用化学变化中吸收、放出热量进行热能储存，是 21世纪最为重要的储能技术之一。
与传统的潜热储能方式相比较，化学反应蓄热的能量储存密度有数量级的提升，其化学反应过程没有材料物理相变存在的问题，该体系通过催化剂或产物分离方法极易用于长期能量储存。
然而，目前化学蓄热系统在国内尚未实现市场化，制约其商业化的关键问题之一是安全系数低。
国外基于商用的化学储能反应通常在较高的温度条件下进行，同时会有氢气这类易燃物质参与，这显然增加了化学蓄热系统整体的风险指数，技术问题的复杂化导致一次性投资过大。
同时，化学蓄热材料在反应器中的传质传热效率需要进一步提高，从而优化系统的整体效率。
因此，寻求安全且高效的化学蓄热技术是推动我国化学储能商业化的核心问题，其广泛的应用前景对国民经济和环保事业发展具有重大的科学意义。
近年来学术界围绕着该领域进行了一系列有益的探索，目前化学蓄热体系的科研工作主要集中在欧洲以及日本等，而国内对于吸附式制冷以及建筑节能方面的应用研究重点则在相变储能领域，对该新兴学科的应用基础研究工作相对滞后。
金属相变储热材料的导热性研究进展
3、航空航天领域：PCM在航空航天领域的应用主要是通过将PCM与航天器结构 材料结合，实现对航天器温度的调控。例如，将PCM应用于航天器的太阳能电 池板背面，可以有效地吸收太阳能并调节航天器的温度。
4、生物医学领域：PCM在生物医学领域的应用主要是通过将PCM与生物材料结 合，实现生物材料的温度调控。例如，将PCM应用于手术缝合线中，可以有效 地控制缝合线的温度，从而减少术后感染的风险。
总之，相变储热材料在不同领域有着广泛的应用前景。随着科学技术的不断发 展，相信PCM在未来将会在能源储存和温度调控等领域发挥更加重要的作用。
摘要：
本次演示主要探讨熔融盐金属复合相变储热材料的研究进展，概述了当前的研 究现状、研究方法、研究成果与不足，并展望了未来的发展方向和应用前景。 关键词：熔融盐，金属复合相变储热材料，研究现状，研究方法，应用前景。
引言：
随着能源危机和环境污染问题的日益严重，储热材料的研究与开发已成为当今 世界的焦点。熔融盐金属复合相变储热材料是一类具有潜力的储热材料，其具 有高的储热密度、良好的储热性能和廉价的制造成本等优点而备受。本次演示 将对熔融盐金属复合相变储热材料的研究进展进行详细阐述。
研究现状：
熔融盐金属复合相变储热材料按照组成成分可以分为金属-金属复合相变储热 材料、金属-非金属复合相变储热材料和多相复合相变储热材料等。
多相复合相变储热材料是一种新型的储热材料，通过将两种或两种以上的不同 相变材料进行复合制备得到。这类材料可以同时具备多种不同相变材料的优点， 如高的储热密度、良好的储热性能和低成本等，因此具有广泛的应用前景。
研究方法：
熔融盐金属复合相变储热材料的研究方法主要包括理论研究、实验研究和数值 模拟等。
结论与展望
斜温层储热关键技术研究与应用
斜温层储热关键技术研究与应用一、斜温层储热的技术原理斜温层储热是利用大气中的温度差异和对流层、平流层之间的热量对流进行储存和利用太阳能热量。
在白天太阳能辐射照射大气上层时，大气对流层和平流层之间的温度差异在20-30千米的高度尤其显著，这时把这种温差利用起来进行储热。
通过采用斜温层储热技术，可以利用太阳能的峰值、均值和安全系数相结合，使得转化效率大幅提高，技术难度相对较小。
这种新型的储热技术可以非常好地利用太阳能，并且具有很好的经济性。
二、斜温层储热的关键技术研究1. 斜温层热量分布模型的研究斜温层热量分布模型的研究是斜温层储热技术的核心之一。
通过建立斜温层热量分布模型，可以有效地预测和分析大气对流层和平流层之间的温度差异，从而为斜温层储热系统的设计和优化提供科学依据。
2. 斜温层储热技术系统的研制斜温层储热技术系统的研制是斜温层储热技术的关键之一。
需要针对大气温差的特点，设计开发适合的储热系统，并且考虑到大气层的特性，不断完善改进系统的储热效率和稳定性。
3. 斜温层储热材料的研究斜温层储热材料的研究是斜温层储热技术的核心技术之一。
对于斜温层储热材料的选择和改良，包括材料的热导率、热容量、寿命等方面的研究是非常关键的。
只有选择合适的储热材料，才能确保斜温层储热系统的工作效果和稳定性。
4. 斜温层储热系统的控制与优化斜温层储热系统的控制与优化是斜温层储热技术的关键技术之一。
需要针对斜温层储热系统的特点，设计开发适合的控制系统，并且不断优化系统的工作效率和稳定性。
5. 斜温层储热系统的温室效应斜温层储热系统的温室效应是斜温层储热技术的关键技术之一。
需要对斜温层储热系统的温室效应进行相关研究，以确保斜温层储热系统的环保性。
三、斜温层储热技术的应用前景斜温层储热技术具有很好的应用前景。
首先，斜温层储热技术可在全球范围内广泛应用，尤其是在太阳能资源丰富的地区。
其次，斜温层储热技术具有很好的经济性，可以有效降低能源成本。
储热材料的研究进展及其应用
-ο} -收稿日期:2007-01-23作者简介:朱教群(1964-),男,湖南双峰人,教授,主要从事能源材料的研究。
储热材料的研究进展及其应用朱教群,张 炳,周卫兵(武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室,武汉430070)摘 要:综述了储热材料的研究进展和实际应用。
介绍了储热材料的分类以及各类材料的性能、储能机理和优缺点;介绍了一些新型的相变材料,并结合实例探讨了储热材料在太阳能利用、建筑节能等领域的应用;指出了储热材料的研究方向和未来的发展趋势。
关键词:储热;相变材料;热能储存;节能中图分类号:TK513.5 文献标识码:A 文章编号:1004-3950(2007)03-0048-05Research progress and appli ca ti on of ther ma l storage ma ter i a lsZHU J iao 2qun,ZHANG B ing,ZHOU W ei 2bing(State Key Laborat ory of Advanced Technol ogy forMaterials Synthesis and Pr ocessing,W uhan University of Technol ogy,W uhan 430070,China )Abstract:The research p r ogress and p ractical app licati ons of energy st orage materials were widely revie wed,and the classificati on,the perf or mance,the energy st orage mechanis m and the characteristics of phase change materials (PC 2M s )were studied .The app licati ons of PC M s in s olar energy app licati on,architectural energy economy,concentrated air conditi oning and other fields were als o intr oduced .The research directi on and the future devel opment tendency were pointed out .Key words:ther mal st orage;phase change materials;ther mal energy st orage;energy saving0 前 言随着社会的不断发展,人类对能源的需求日益增加,但是能源的供应与需求都有较强的时间性,在很多情况下还不能合理地利用,从而导致能源的大量浪费。
纳米储热相变材料
纳米储热相变材料
纳米储热相变材料是一种具有高能量密度和高功率密度的先进材料，它们利用纳米尺度的特性来改善储能系统的性能。
纳米储热相变材料的研究和应用主要集中在以下几个方面：
-导热性能的提升：通过在相变材料中加入碳基纳米添加剂，如石墨烯或碳纳米管，可以显著提高材料的热导率。
这是因为碳基纳米添加物为声子提供了传输通道，从而增强了热传导效率。
-能量密度和功率密度的优化：纳米复合相变材料可以通过近距离接触熔化机制，将传热过程限制在微液膜内，这样可以避免因纳米添加剂负载导致的高粘度问题，从而实现高能量密度和高功率密度的储热系统。
-储能密度和相变温度的考虑：在选择相变材料时，除了导热性能外，还需要关注其储能密度和相变温度，这些因素共同决定了材料的整体储能效率和适用性。
-新型添加剂的应用：研究人员还在探索使用顺磁性Fe3O4纳米颗粒等新型添加剂来改善相变材料的导热性能。
此外，声驱动相变材料也是一个研究方向，例如氧化石墨烯和碳纳米管等材料能够吸收声波并将其转化为热能。
值得一提的是，相变材料因其高蓄热能力和几乎恒定的相变温度而在热能储存（TES）领域受到关注。
它们的应用潜力在扩大可再生能源，如太阳能收集的应用领域，引起了研究人员的兴趣。
综上所述，纳米储热相变材料通过纳米技术的应用，不仅提高了能量储存的效率，还为能源的可持续利用提供了新的可能性。
这些材料在未来的能源管理和环保领域有着广阔的应用前景。
储热技术的研究与应用(可研 基础)
储热技术的研究与应用余热利用分析报告第一章工业热能现状及利用率1.1余热能源现状当前，我国能源利用仍然存在着利用效率低、经济效益差，生态环境压力大的主要问题。
节能减排、降低能耗、提高能源综合利用率作为能源发展战略规划的重要内容，是解决我国能源问题的根本途径，处于优先发展的地位。
实现节能减排、提高能源利用率的目标主要依靠工业领域。
我国工业领域能源消耗量约占全国能源消耗总量的70％，主要工业产品单位能耗平均比国际先进水平高出30％左右。
除了生产工艺相对落后、产业结构不合理的因素外，工业余热利用率低，能源没有得到充分综合利用是造成能耗高的重要原因。
我国能源利用率仅为33％左右，比发达国家低约10％。
至少50％的工业耗能以各种形式的余热被直接废弃。
因此从另一角度看，我国工业余热资源丰富，广泛存在于工业各行业生产过程中，余热资源约占其燃料消耗总量的17％～67％，其中可回收率达60％，余热利用率提升空间大，节能潜力巨大。
工业余热回收利用又被认为是一种“新能源”，近年来成为推进我国节能减排工作的重要内容。
工业余热来源于各种工业炉窑热能动力装置、热能利用设备、余热利用装置和各种有反应热产生的化工过程等。
目前，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17％～67％，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60％。
合理充分利用工业余热可以降低单位产品能耗，取得可观的经济效益。
工业余热按其能量形态可以分为三大类，即可燃性余热、载热性余热和有压性余热。
1）可燃性余热可燃性余热是指能用工艺装置排放出来的、具有化学热值和物理显热，还可作燃料利用的可燃物，即排放的可燃废气、废液、废料等，如放散的高炉气、焦炉气、转炉气、油田伴生气、炼油气、矿井瓦斯、炭黑尾气、纸浆黑液、甘蔗渣、木屑、可燃垃圾等。
2）载热性余热常见的大多数余热是载热性余热，它包括排出的废气和产品、物料、废物、工质等所带走的高温热以及化学反应热等，如锅炉与窑炉的烟道气，燃气轮机、内燃机等动力机械的排气，焦炭、钢铁铸件、水泥、炉渣的高温显热，凝结水、冷却水、放散热风等带走的显热，以及排放的废气潜热等。
先进热能储存技术的应用研究
先进热能储存技术的应用研究在当今能源领域，热能储存技术正发挥着日益重要的作用。
随着全球能源需求的不断增长以及对可再生能源的依赖逐渐加强，先进热能储存技术成为了提高能源利用效率、平衡能源供需、促进可持续发展的关键因素之一。
热能储存技术，简单来说，就是将热能在一段时间内保存起来，以便在需要的时候释放出来加以利用。
这一技术的应用范围广泛，涵盖了工业、民用、能源生产等多个领域。
在工业领域，先进热能储存技术对于提高能源效率和降低生产成本具有显著意义。
例如，在钢铁、化工等行业，生产过程中会产生大量的余热。
以往，这些余热往往被直接排放到环境中，造成了能源的浪费和环境的热污染。
而通过采用先进的热能储存技术，如相变材料储存、热化学储存等，可以将这些余热有效地收集和储存起来。
在生产需求高峰或者能源供应紧张时，再将储存的热能释放出来，用于加热、烘干等工艺环节，从而降低对外部能源的依赖，提高整个生产过程的能源效率。
在民用领域，先进热能储存技术也有着广阔的应用前景。
在冬季供暖方面，传统的供暖方式往往存在着能源浪费和温度调节不灵活的问题。
而利用热能储存技术，可以在夜间或者能源价格较低的时候储存热能，在白天或者能源价格较高的时候释放出来，实现供暖的优化和成本的降低。
此外，在太阳能热水器中，热能储存技术可以使热水在没有阳光的时候依然能够供应，提高了太阳能利用的稳定性和可靠性。
在能源生产领域，先进热能储存技术对于可再生能源的整合和优化利用至关重要。
以太阳能和风能为例，它们具有间歇性和不稳定性的特点。
当太阳能和风能发电过剩时，可以将多余的电能转化为热能并储存起来；当电力需求高峰或者可再生能源发电不足时，再将储存的热能转化为电能输出，从而实现电力的平稳供应和可再生能源的高效利用。
这种“储能释能”的模式有助于解决可再生能源接入电网的难题，提高电网的稳定性和可靠性。
目前，常见的先进热能储存技术主要包括显热储存、潜热储存和热化学储存。
显热储存是利用物质的温度升高来储存热能，常见的材料如岩石、水等具有较高的比热容，可以吸收大量的热量。
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热过程中的热能或余热, 提高整个加热系统的热 效率 。热能储存除了适用于具有周期性或间 断性的加热过程外 , 还可以应用于工业连续加热 过程的余热回收
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2 . 1 相变储热材料的应用 热能储存技术在工业加热系统中应用的方式 是在热能系统低负载或零负载时将富余的热能吸 收到热能储存装置中 , 在高负载时释放所储存的 热能供加热过程使用 , 因而热能储存可以把间断 的热源变为一个恒定的热源, 在非生产时将剩余 能源储存供生产时使用, 其结果是整个系统能长 期和稳定地在高效率的工况下运行。热能储存系 统通常由单个或多个的热能储存元件与换热装置 一体化的储热换热器构成, 储存的热能以直接或 间接的方式提供给加热系统使用
。
2007 年 , 第 3 期
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新能源及工艺
导致的能源利用率低的问题, 最大限度地利用加
表 1 无机水合盐和有机相变材料 PCM ( 相 变材料 ) K F! 4H 2 O CaC l2 ! 4H 2 O CH 3 ( CH 2 ) 16 COO ( CH 2 ) 3 CH 3 CH 3 ( CH 2 ) 11 OH CH 3 ( CH 2 ) 16 CH 3 CH 3 ( CH 2 ) 12 COOC 3H 7 45% CH 3 ( CH 2 ) 8 COOH 和 55% CH 3 ( CH 2 ) 10 COOH 熔点 /∀ 18. 5~ 19 29. 7 18~ 23 17 . 5~ 23. 3 22 . 5~ 26. 2 16~ 19 17~ 21 溶解热 /K J! K g- 1 231 171 140 188. 8 205. 1 186 143
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。所以 , 在使用此类储热材料的
同时需要加入 防相 分离剂、 增 稠剂 和晶 体结 构 改变剂等来改善其使用性能。 在结晶水合盐 的研究方面前 人做了很多 工 作 , 研 究了碱 金属、 碱土 金属以 及铝、 锌、 锰、 铁 等金属的硫酸盐、 磷酸盐、 硝 酸盐、 碳 酸盐、 醋酸 盐、 卤盐以及硫代 硫酸盐等不同结晶 水合盐 ; 测 定了这些盐的熔点、 熔解热、 热 导率和密度等 物 理性质 , 研究 了它 们作 为相变 储能 材料 进行 储 热的可能性。华中师范大学阮 德水等在这方 面 也进行了很多研究
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, 具有代表性的结晶水合
盐有 N a2 SO4 ! 10H 2 O ( 芒硝 ) 、 C aC l2 ! 6H 2 O、 Ca B r2 ! 6 H 2 O、 M g ( NO 3 ) ! 6H 2 O ( 镁 硝 石 ) 、 Li NO 3 ! 3H 2 O、 KF ! 4H 2 O、 NH 4 A l( SO4 ) ! 12H 2 O ( 铵 矾 )、 M gC l2 ! 12H 2O、 N a2 S2 O 3 ! 5H 2 O ( 海波或 大 苏打 ) 、 N a2 CO3 ! 10H 2O ( 苏打 ) 、 Na2H PO 4 !
随着社会的不断发展 , 人类对能源的需求日 益增加 , 但是能源的供应与需求都有较强的时间 性 , 在很多情况下还不能合理地利用 , 从而导致能 源的大量浪费。如在工业生产过程中所产生的热 量没有得到利用而浪费掉, 而当需要供应热时却 有大量的余热被损失掉。这时就需要一些材料将 这些热量或冷量储存起来, 在需要时再将其释放 出来, 这样的材料就叫做热能储存材料。对热能 储存材料的认识及研究仅是近几十年的事情, 但 由于它的应用十分广泛, 已成为一种日益受到重 视的新材料。 热能储存的方式主要有显热、 潜热和化学反 应热 3 种
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, 以弥
补二者的不足 , 得 到性能更好的相变 材料 , 以 使 之得到更好的应用。 Abha t 在文献中提到的几 种 有 机 储 热 材 料 如 CH 3 ( CH 2 ) 16 COO ( CH 2 ) CH 3、 CH 3 ( CH 2 ) 11 OH、 CH 3 ( CH 2 ) 16 CH 3、 CH 3 ( CH 2 ) 12 COOC 3H 7 以及 CH 3 ( CH 2 ) 8 COOH 和 CH 3 ( CH 2 ) 10 COOH 的混 合材 料熔 融热 较 大, 且 相变温度接近 人体 体温 , 这些 材料 均可 以广 泛 用于建筑保温材料中。 固 - 液相变材料是研究中相对成熟的一类相 变材料 , 对于它们的研究进行得较早 , 不论是无机 类还是有机类, 都有很多的物质可以在实际中应 用 , 而且对这些材料的物理化学特性以及防过冷、 防相分离和选用容器等 方面都有大量的 文献报 道 , 也有很多的物化手册可以查找到相关的数据; 目前已经发现可适合各种温度范围的多种相变材 料 , 并有较多的应用。 表 1 中列出了几种可以应用在建筑中的相变 材料
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12H 2 O、 N aAc ! 3H 2 O、 Zn( NO 3 ) 2 ! 6H 2O 等。 1 . 1 . 2 有机储能材料 典型的有机 类相变材料有石 蜡、 脂 酸类、 高 分子 化合 物 等。石 蜡主 要 由 直链 烷 烃 混 合 而 成 , 可 用 通 式 C nH 2 n+ 2表 示。 短链 烷 烃 熔 点 较 低 , 链增长 时, 熔点 开始 增长较 快 , 而后 逐渐 减 慢。一般说来 , 同 系物 的相变 温度 和相 变焓 随 碳链的增长而 增大 , 这 样可以 得到 具有 一系 列 相变温度的储能材料 , 但随着碳链的 增长 , 相 变 温度的增加值会逐渐减小 , 其熔点最终趋于一定 值。石蜡是混合物 , 因此不象低分子量的物质有 一个熔融尖峰; 石蜡作为相变储能材料的优点是 无过冷及析出现象、 性能稳定、 无毒、 无腐蚀、 价格 便宜; 缺点是导热系数小、 密度小、 单位体积储热 能力差
0 前
言
储能与释能 , 所以也称为相变储能; 相变可以是固 - 液、 液 - 气、 气 - 固和固 - 固等, 但以液 - 固相 变最为常见。反应热储存则是利用储能材料相接 触时发生可逆的化学反应来储、 放热能; 如化学反 应的正反应吸热 , 热能便被储存起来 ; 逆反应放 热 , 则热能被释放出去。 [ 1] 热能材料一般应满足以下要求 : 热能储能 量大; 稳定性好 ; 无毒、 无腐蚀, 不易燃易爆; 材料 的热导率大 ; 储放热时材料的体积变化小或无变 化。对于相变储热材料, 要求其具有大的相变热; 潜热储热则需要其反应热效应大 ; 而显热材料则 是要求材料的热容大。在实际应用中通常同时采 用两种或多种储热材料, 其目的就是要调整储热 材料的性能从而满足实际需要。
新能源及工艺
储热材料的研究进展及其应用
朱教群 , 张 炳 , 周卫兵
( 武汉理工大学 材料复合 新技术国家重点实验室 , 武汉 430070) 摘 要 : 综述了储热材料的研究进展和实际应用 。 介绍了储热材料的分类以及各类材料 的性能 、 储能 机理和优
缺点 ; 介绍了一些新型的相变材料 , 并结合实例探讨了储热材料在太阳能利用 、 建筑节能 等领域的应用 ; 指出了 储热材料的研究 方向和未来的发展趋势 。 关键词 : 储热 ; 相变材料 ; 热能储存 ; 节能 中图分类号 : TK513. 5 文献标识码 : A 文章编号 : 1004- 3950( 2007) 03- 0048- 05
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高分子化合物类的相变材料 , 由于是具有一 定分子量分布的混合物 , 并且分子链 较长 , 结 晶 并不完全, 因此它 的相 变过程 也有 一个 熔融 温 度范围 , 没有 熔融 尖峰。酯酸 类也 是一 种有 机 储热相变材料 , 其 分子通 式为 CnH 2n O2, 其性 能 特点与石 蜡相 似。为了 得到相 变温 度适 当、 性 能优越的相变 材料 , 常 常需要 将几 种有 机相 变 材料复合以形 成二 元或 多元相 变材 料
作者简介 : 朱教群 ( 4- ) , 男 , 湖南双峰人 , 教授 , 主要从事能源材料的研究。
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新能源及工艺
分为显热、 潜热和反应储热 3 种 ; 从储热的温度范 围来看可以分为高温、 中温和低温 3 种类型。 1 . 1 相变储热材料 目前国内外研究的相变材料主要为固 - 液相 变材料, 其用途也最为广泛。固 - 液相变材料种 类很多 , 主要分为无机和有机两大类。 1 . 1 . 1 无机储能材料 无机水合盐具 有较大的溶解 热和固定的 熔 点 , 是中低温相变 材料中重要的一类 , 一般有 结 晶水合盐类、 熔融盐类、 金属或合金类 等。最 典 型的是结晶水合盐类 , 这类材料的熔 化热大、 导 热系数高 , 且 相变 时体 积变 化小。目前 使用 较 多的主要有碱及碱土金属的 卤化物、 硝酸盐、 硫 酸盐、 磷酸盐、 碳 酸盐 及醋 酸盐 等。但 是 , 这 类 材料 容 易出 现 过 冷 和 相 分 离 现象。 过 冷 现象是指当 物质达到其 冷 凝点 时并不 结 晶 , 而必须到 冷 凝点 以下 的某一温 度才开 始 结晶 , 导 致相 变温 度发 生波 动。过 冷现 象与 材 料的性质、 冷却速 度以及杂质种类和 含量有关 , 要防止过冷现 象常 选用过 冷倾 向小、 熔 点比 相 变材料高、 组 成与 性质 接近主 相变 材料 的化 合 物作为防过冷剂。 相分离 现象是指在多 次反 复的相变过程中 , 常导致盐水分离 , 有部分盐 类 不溶于结晶水而沉入底部 , 不再与结 晶水结合 , 形成分层现象 , 导 致储能能力大幅度 下降 , 缩 短 了使用周期
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。显热储存时, 储能材料在储存和释
放热能时, 只是材料的温度发生变化 , 而不发生其 他变化 ; 这种储能方式简单 , 成本低。潜热储存则 是利用储热材料在发生相变时吸收或放出热量来
收稿日期 : 2007 - 01- 23
1 储热材料
储热材料的种类很多 , 从材料的组成来看可 以分为无机和有机两大类; 从储热方式来看可以
Research progress and application of therm al storage m aterials