我國科學家研發出柔性相變儲能材料膜

2020-11-02 中國科學院科技產業網

近日，中國科學院大連化學物理研究所氫能與先進材料研究部熱化學研究組（DNL1903）研究員史全團隊，與催化基礎國家重點實驗室二維材料化學與能源應用研究組（508組）研究員吳忠帥團隊合作，通過簡單易行的合成策略，開發出一種柔性相變儲能材料膜，並將其與柔性石墨烯膜相結合應用於可穿戴熱管理器件。

大連化物所研發出柔性相變儲能材料膜並應用於可穿戴熱管理器件

該相變材料膜機械柔性好、形狀可裁剪及摺疊、冷熱循環壽命長，相變過程中材料始終保持固態，可實現大尺寸製備，並為開發高性能柔性相變儲能材料及熱管理器件提供新的方法與思路。

相變儲能材料能夠在恆定溫度下吸收和釋放大量潛熱，可作為一種高效熱能儲存與溫度控制介質應用於電子器件熱管理領域。然而，傳統相變儲能材料一般利用其固液相變行為進行儲能與控溫，固相材料因剛性大而不具備柔性，液相材料在相變過程中會發生洩漏，無法應用於柔性可穿戴器件熱管理。

針對此問題，史全團隊通過化學聚合的方法獲得一種柔性相變儲能材料膜。該相變材料膜具備表觀的固-固相變特性，相變焓和相變溫度在5-60°C溫度範圍內可調，冷熱循環1000次後仍表現出穩定的相變性能。此外，該相變材料膜表現出優異的本徵柔韌性，可摺疊或裁剪成任何形狀，可製備大尺寸膜，為大規模製備柔性相變材料膜提供可能。

該相變材料膜與吳忠帥團隊開發的柔性石墨烯膜集成得到柔性熱管理器件，可在不同溫度、光照及電加熱情況下表現出優異的溫度控制、光熱轉化及電熱轉化性能，最高電-熱轉換效率可達94%。

研究人員進一步將大尺寸柔性熱管理器件縫製到衣服上，在人體彎曲動作中該柔性器件仍保持穩定的熱管理性能，在開發下一代柔性可穿戴熱管理器件方面具有重要的應用前景。

近日，相關研究成果發表在《能源存儲材料》（Energy Storage Materials）上。研究工作得到大連化物所創新基金、國家自然科學基金等的資助。

來源：大連化學物理研究所

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