[發(fā)明專利]一種無(wú)機(jī)相變儲(chǔ)能材料

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610678443.5
• 申請(qǐng)日: 2016-08-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107011867A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈維;王驍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京華厚能源科技有限公司
• 主分類號(hào): C09K5/06
• 分類號(hào): C09K5/06
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

在本發(fā)明涉及一種無(wú)機(jī)相變儲(chǔ)能材料。

背景技術(shù)

近年來(lái)蓄熱儲(chǔ)能技術(shù)被廣泛應(yīng)用在可再生能源利用和節(jié)能降耗領(lǐng)域，儲(chǔ)能技術(shù)已經(jīng)成為能源安全和可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略性課題。在眾多儲(chǔ)能的方法中，固液相變材料的潛熱儲(chǔ)能方式由于其高潛熱高密度和相對(duì)恒定的相變溫度等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于空調(diào)節(jié)能、太陽(yáng)能利用、電子設(shè)備熱設(shè)計(jì)、建筑節(jié)能等領(lǐng)域。

無(wú)機(jī)類相變材料比較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的是結(jié)晶水合鹽，他們都有較大的溶解熱和固定的熔點(diǎn)，當(dāng)溫度升高時(shí)，結(jié)晶水合鹽脫出結(jié)晶水使鹽溶解吸熱，當(dāng)溫度降低時(shí)發(fā)生逆過(guò)程，吸收結(jié)晶水放熱，結(jié)晶水合鹽與有機(jī)類相變材料相比具有導(dǎo)熱系數(shù)較大，密度大且單位體積蓄熱密度高等優(yōu)點(diǎn)。

但是結(jié)晶水存在過(guò)冷度大，相分離及腐蝕性等缺點(diǎn)，為了減少其過(guò)冷度和抑制相分離現(xiàn)象的發(fā)生，在實(shí)際應(yīng)用中需要添加一定量的成核劑和增稠劑加以改善，為了避免相分離造成的后續(xù)問(wèn)題還需加入適量水進(jìn)行整體材料改善。

在0~120°C的低溫相變溫度區(qū)內(nèi)，結(jié)晶水合鹽的單位體積相變焓通常在200到400MJ/m³，而八水氫氧化鋇是目前為止發(fā)現(xiàn)在此低溫相變文都區(qū)單位體積相變焓最高（572MJ/m³）的結(jié)晶無(wú)機(jī)水合鹽。

因此需要提供一種無(wú)機(jī)相變儲(chǔ)能材料，既可以減小過(guò)冷度，也可以避免相分離，提高使用循環(huán)次數(shù)，延長(zhǎng)使用壽命，這種材料可以為儲(chǔ)能領(lǐng)域的發(fā)展提供核心材料技術(shù)，具有非常重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

為完成上述目的，及克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種無(wú)機(jī)相變儲(chǔ)能材料其組成成份為儲(chǔ)能主體材料、成核劑、增稠劑、水，具體百分比含量如下：儲(chǔ)能主體材料86%-98.5%，成核劑0.5%-3%，增稠劑1%-10%，水0%-1%。

優(yōu)選地，所述儲(chǔ)能主體材料、增稠劑、成核劑、水的質(zhì)量百分含量為：儲(chǔ)能主體材料93.5%，增稠劑3%，成核劑3%，水0.5%。

優(yōu)選地，所述儲(chǔ)能主體材料、增稠劑、成核劑、水的質(zhì)量百分含量為：儲(chǔ)能主體材料92.5%，增稠劑6%，成核劑1%，水0.5%。

優(yōu)選地，所述儲(chǔ)能主體材料、增稠劑、成核劑、水的質(zhì)量百分含量為：儲(chǔ)能主體材料93.5%，增稠劑3%，成核劑3%，水0.5%。

優(yōu)選地，所述儲(chǔ)能主體材料為結(jié)晶水合鹽，三水醋酸鈉，八水氫氧化鋇，十二水硫酸鋁鉀，六水硫酸鋁銨。

優(yōu)選地，所述增稠劑為明膠，膨脹石墨，碳酸鈣中的一種或多種組合。

優(yōu)選地，所述成核劑為石英，十二水磷酸氫二鈉，硼砂，二水氯化鈣，磷酸二氫鉀中的一種或多種組合。

優(yōu)選地，所述水為除去了呈離子形式雜質(zhì)后的純水。

本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)勢(shì)。

（1）循環(huán)穩(wěn)定性強(qiáng)。本發(fā)明公開(kāi)一種無(wú)機(jī)相變儲(chǔ)能材料，選取合適的材料主體、增稠劑、成核劑，優(yōu)化材料配比，增稠劑和成核劑與材料主體有良好的相容性和熱穩(wěn)定性，可以使材料具有很好的流動(dòng)性有效克服了現(xiàn)有技術(shù)容易出現(xiàn)的循環(huán)壽命短的問(wèn)題，單體循環(huán)1400次左右無(wú)任何相變點(diǎn)偏離、相分離情況發(fā)生，單體循環(huán)3000次左右出現(xiàn)輕微的溫度偏離。

（2）無(wú)明顯過(guò)冷現(xiàn)象。選取合適的成核劑優(yōu)化材料配比，使本發(fā)明的無(wú)機(jī)相變儲(chǔ)能材料的過(guò)冷度由11.4°C降低到0.5°C，基本無(wú)明顯過(guò)冷現(xiàn)象。

（3）具有較高的焓值。本發(fā)明所述儲(chǔ)能材料主體材料選取高焓高密度的無(wú)機(jī)水合鹽，同時(shí)選取的增稠劑和成核劑對(duì)焓值的影響輕微。具有良好的結(jié)晶性、溶解熱大、體積儲(chǔ)熱密度大。

（4）成本低。本發(fā)明所述無(wú)機(jī)相變儲(chǔ)能材料，原料價(jià)格成本低，來(lái)源廣，制造成本低。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所述材料360次溫度變化曲線。

圖2是本發(fā)明所述材料1400次溫度變化曲線。

圖3是本發(fā)明所述材料3000次溫度變化曲線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做詳細(xì)介紹。

實(shí)驗(yàn)例1

稱取八水氫氧化鋇100g，膨脹石墨5.44g，磷酸二氫鉀2.70g，去離子水0.55g置于反應(yīng)容器內(nèi)，通過(guò)延續(xù)式繼電器，直接對(duì)本發(fā)明無(wú)機(jī)相變儲(chǔ)能材料進(jìn)行蓄熱。在反應(yīng)器中持續(xù)攪拌30min，溫度控制在85°C進(jìn)行融化，至樣品混合均勻后得到相變儲(chǔ)能材料。經(jīng)測(cè)得無(wú)機(jī)相變儲(chǔ)能材料焓值為580kJ/L，密度達(dá)到2.07g/cm³。

實(shí)驗(yàn)例2