[發(fā)明專利]基于三水醋酸鈉的相變儲熱材料、制備方法及保溫材料

在審

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• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN109370537A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張宇迪;章學(xué)來;張永一川;汪翔;周鑫晨;周孫希;王迎輝;劉璐;鄭欽月
• 申請（專利權(quán)）人: 上海海事大學(xué)
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06
• 代理公司: 上海互順專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31332
• 代理人: 成秋麗

本發(fā)明公開了一種基于三水醋酸鈉的相變儲熱材料、制備方法及保溫材料，所述方法包括：將三水醋酸鈉和尿素的粉末均勻混合；將攪拌均勻的混合粉末在恒溫條件下加熱，直至融化成透明液體；將所述透明液體在磁力恒溫攪拌器條件下攪拌；將攪拌好的透明液體在恒溫條件下冷卻，用金屬絲觸發(fā)相變，使其結(jié)晶放熱，得到復(fù)合相變儲能材料。應(yīng)用本發(fā)明實施例，有效增加三水醋酸鈉的相變潛熱值，并提高材料導(dǎo)熱性能，緩解了相分離現(xiàn)象。而且反應(yīng)條件可控，設(shè)備要求簡單，易于實現(xiàn)批量生產(chǎn)，有利于穩(wěn)定地儲存熱能，提高熱能利用率和保護(hù)環(huán)境。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及相變儲能技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于三水醋酸鈉的相變儲熱材料、制備方法及保溫材料。

背景技術(shù)

現(xiàn)今發(fā)達(dá)國家的能源利用率為43％，相對我國要高10％，其中很大部分的熱能損失是在用熱低谷時未能有效地儲存，或在儲存的過程中發(fā)生的。通常熱量的儲存是將熱量儲存于用絕熱材料封裝的介質(zhì)中，但是絕對絕熱是不可能實現(xiàn)的，尤其是在熱能的運輸和存儲過程中，一旦外界溫度低于儲存溫度就會發(fā)生具有持續(xù)性的熱能流失，嚴(yán)重降低了能源的利用率，造成極大的浪費。而相變儲能材料在熱能的儲存方面具有極大的優(yōu)勢，只有當(dāng)環(huán)境溫度對于其相變溫度時，才會進(jìn)行相變放熱。如果相變材料的過冷度足夠大，熱能就可以在任意溫度環(huán)境中儲存，并且可以對封裝材料沒有絕熱能力的要求，極大的降低了熱能儲存的成本和技術(shù)要求。并且相變儲能材料具有優(yōu)良的能量存儲性、較強的可循環(huán)性和穩(wěn)定的恒溫放熱性等特點，對能量的儲存性和利用效率有著極大的提升，節(jié)能潛力巨大。在相變儲能材料當(dāng)中，三水醋酸鈉(CH₃COONa·3H₂O，SAT)作為一種無機水合鹽相變儲能材料，由于其適宜的相變溫度(58℃)、較高的相變潛熱(254J/g)、無毒、對環(huán)境友好、價格便宜等優(yōu)點越來越受到人們的關(guān)注。然而，三水醋酸鈉的過冷度不穩(wěn)定性、低熱導(dǎo)性等缺點，限制了三水醋酸鈉作為相變儲熱材料的應(yīng)用。因此如何使三水醋酸鈉穩(wěn)定過冷，提高熱導(dǎo)率成為三水醋酸鈉材料的研究熱點。目前還沒有具有較大過冷度(-10℃不會發(fā)生相變)的中高溫相變材料的相關(guān)報道。目前已有關(guān)于三水醋酸鈉穩(wěn)定過冷的論文，但是都會降低其相變溫度和相變潛熱值，降低材料的主要熱性能參數(shù)。

因此開發(fā)一種操作簡單、低成本、高產(chǎn)量、高性能的基于三水醋酸鈉的穩(wěn)定過冷相變儲熱材料的制備方法具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于三水醋酸鈉的相變儲熱材料、制備方法及保溫材料，以解決現(xiàn)有的問題，同時有效增加三水醋酸鈉的相變潛熱值，并提高材料導(dǎo)熱性能，緩解了相分離現(xiàn)象。設(shè)備要求簡單，易于實現(xiàn)批量生產(chǎn)，有利于穩(wěn)定地儲存熱能，提高熱能利用率和保護(hù)環(huán)境。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于三水醋酸鈉的相變儲熱材料的制備方法，所述方法包括：

將三水醋酸鈉和尿素的粉末均勻混合；

將攪拌均勻的混合粉末在恒溫條件下加熱，直至融化成透明液體；

將所述透明液體在磁力恒溫攪拌器條件下攪拌；

將攪拌好的透明液體在恒溫條件下冷卻，用金屬絲觸發(fā)相變，使其結(jié)晶放熱，得到復(fù)合相變儲能材料。

優(yōu)選的，將三水醋酸鈉和尿素的粉末均勻混合的步驟：將質(zhì)量比為：99.8:0.1～99.8:0.5的三水醋酸鈉和尿素的粉末均勻混合。

優(yōu)選的，將攪拌均勻的混合粉末在恒溫條件下加熱，直至融化成所述透明液體的步驟，包括：

將攪拌均勻的混合粉末在75℃-85℃的恒溫條件下加熱1～2小時，直至融化成透明液體。

優(yōu)選的，將攪拌均勻的混合粉末在恒溫條件下加熱，直至融化成透明液體的步驟，包括：

將攪拌均勻的混合粉末在恒溫條件下水浴加熱，直至融化成透明液體，其中，熱水浴液面高于混合粉末的頂面。