[發明專利]一種低溫相變儲能材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201110211180.4
• 申請日: 2011-07-27
• 公開（公告）號: CN102268243A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 鄧天龍;高道林;王士強;郭亞飛;閆東軍
• 申請（專利權）人: 天津科技大學
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

技術領域

本發明涉及相變儲能材料，具體的說是一種低溫相變儲能材料及其制備方法。

背景技術

熱能量的存貯即是把高的溫度能量或者低的溫度能量暫時儲存，以作稍后應用。由于能源價格不斷上升及對于再生能源的需求日漸增多，熱能量的存貯正日益備受關注。熱能量的儲存能夠減少在能量供應和能量需求之間的時間和比率匹配，因此，它在能量節約和保存中扮演著至關重要的角色。

相變儲能材料主要分為有機相變儲能材料和無機相變儲能材料。前者性能穩定，相變溫度范圍廣，放熱過程幾乎無過冷和相分離現象，但其相變潛熱較低，密度較小，因此單位體積儲能量較少，其應用前景未被看好。無機相變儲熱材料具有較高的單位體積儲能熱量和良好的導熱性，其缺點是易產生過冷和相分離，如能采用合適方法解決過冷和相分離問題，則無機相變儲能材料將具有十分明顯的優勢。

目前，對于低溫范圍內的溫度較高的無機相變儲能材料研究較少，以發現的無機材料硫酸鋁鉀KAl(SO₄)₂·12H₂O具有較高的相變潛熱(236KJ/Kg)、較高的熔點(92.5℃)，其放熱過程一般不存在相分離，但會出現很嚴重的過冷，過冷度可以達到30℃，嚴重影響了其應用效果。

通過檢索，發現兩篇與本專利申請相關的低溫相變儲能材料：1、有機一無機納米復合相變儲能材料的制備方法(CN1241607)，其第一步：把季銨鹽、濃鹽酸、水混合加熱溶解；第二步：層狀硅酸鹽的改性，把層狀硅酸鹽、溶解的季銨鹽、水混合并加熱攪拌反應10～14小時抽濾，并用熱水洗滌后風干并真空干燥；第三步：把有機相變材料、NaHCO3、水混合加熱，使固相物全溶；第四步：把溶解的有機相變材料、改性層狀硅酸鹽、水混合，在80～90℃溫度下高速攪拌，反應14～18小時抽濾，用熱水洗滌至不含季銨鹽為止，再真空干燥制得有機-無機納米復合相變儲能材料。2、一種高導熱復合相變儲能材料及其制備方法(CN1935932)，屬于復合相變儲能材料技術領域。其材料由無機金屬多孔連續材料、相變儲能材料和封孔材料復合而成；其中，相變儲能材料為均勻分布于無機金屬多孔連續材料的孔中的固-液相變儲能材料，整個材料表面用封孔材料密封。其制備方法以無機金屬多孔連續材料為載體，以固-液相變儲能材料為功能物質；將清潔的載體浸入液態功能物質中(必要時加入適量的添加劑并混合均勻)，讓其充分吸附，最后降溫固化并封孔。所述材料具有導熱率高、易成型、相變溫度穩定、化學穩定性高等特點；所述制備方法經濟、簡便、實用、易于推廣應用。本發明可廣泛應用于制造高性能散熱板、太陽能儲存、廢熱(冷)的利用等多種技術領域。

經過對比，上述兩篇專利公開文獻與本專利申請不相同。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供一種熱循環性能穩定、過冷度小、重復性高的以硫酸鋁鉀為主原料的低溫相變儲能材料及其制備方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種低溫相變儲能材料，其構成原料及其重量百分比分別為：

純硫酸鋁鉀????88～99％；

氟化鈣????????1～2％。

而且，添加去離子水，其所占重量百分比為0～10％。

一種低溫相變儲能材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將純硫酸鋁鉀在90～100℃下加熱直至完全融化；

(2)把常溫下研磨好的氟化鈣添加劑緩慢加入，再加入去離子水并不斷攪拌；

(3)重新加熱升溫，使其充分混合均勻成流體狀；

(4)將混合物灌入容器中進行封裝。

本發明的優點和積極效果是：

1、本發明相變潛熱大(230KJ/Kg以上)，熔點較高(93℃左右)，結晶溫度為69℃左右，是該溫度范圍內的性能良好的儲能材料，具有廣闊的應用前景。

2、本發明放熱過程穩定，過冷度控制在3℃內，無相分離現象，重復性好，性能穩定。

3、本發明添加劑種類少且含量低，避免了添加劑過多而互相影響的問題，保證了相變儲能材料具有較好的穩定性。

4、本發明原料豐富，無毒，無腐蝕，制備方法簡單，生產便利，在熔融后成均勻的液體狀態，易于封裝。

附圖說明

圖1為本發明制備方法的流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明的實施例做進一步說明；下述實施例是說明性的，不是限定性的，不能以下述實施例來限定本發明的保護范圍。

實施例1：