「文獻筆記」文獻綜述類:相變儲熱材料相關研究進展

2020-12-05 新能源領域前沿研究

太陽能是地球上儲量最豐富的可再生清潔能源，也是解決世界能源危機的最好選擇之一，太陽能熱發電是利用太陽能的主要途徑之一。

但是，由於太陽能來源的間歇性，太陽能熱發電離不開儲熱系統，而儲熱材料是儲熱系統的核心，一般可以分為顯熱儲熱材料，相變儲熱材料和化學反應儲熱材料。

由於相變材料的單獨應用難以獲得較理想的相變溫度和儲熱效果，常將相變材料與載體物質相組合來形成一種外形上可保持固體形狀、具有不流動性的複合相變儲熱材料，這也是目前太陽能熱發電領域的研究熱點之一。

複合相變儲熱材料如熔融鹽-石墨基複合材料、熔融鹽-金屬基複合材料、熔融鹽-陶瓷基複合材料等可實現相變溫度可調，具有更優的儲熱性、導熱性和熱穩定性等綜合熱物理性能。

在1983年，A. Abhat使用熱分析和差示掃描量熱技術研究多種儲熱材料的熔化和冷凍行為，主要包括石蠟，脂肪酸，無機鹽水合物和低共熔混合物等相變溫度在0-120℃範圍內的低溫熱熔化儲存材料而一些金屬也具有作為儲熱材料的潛力，在1985年，Farkas等研究了一些新型二元和多元合金的熱物性，發展了一個試差法，結合熱差分析、金相圖譜和顯微圖片分析，可用不超過3個步驟確定合金的組成，研究發現，二元材料的合金化會降低相變溫度，但不會顯著提高材料的儲熱密度。還有一些研究者測試了不同組成的二元和三元鋁合金相變儲熱材料的相變溫度與相變潛熱，並且J.Q. Sun等指出隨著熱循環（thermal cycles）次數的增加材料相變溫度的降低可能是由於其化學結構的退化。

除了多元金屬作為儲熱材料的研究外，對於金屬/陶瓷、陶瓷/熔融鹽等不同種材料形成的複合相變儲熱材料的研究也在同步推進。

論文號：

10.1016/j.est.2020.101237

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