[發(fā)明專利]一種新型陶瓷基固-固相變儲熱材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011115218.3
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112409991A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李寶讓;李天天;劉鈺;崔柳;杜小澤;趙鵬翔
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué);國網(wǎng)綜合能源服務(wù)集團有限公司
• 主分類號: C09K5/02
• 分類號: C09K5/02
• 代理公司: 北京衛(wèi)平智業(yè)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11392
• 代理人: 張新利;謝建玲

本發(fā)明涉及一種新型陶瓷基固?固相變儲熱材料及其制備方法，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，包括相變材料，占比為60～90％，骨架材料，占比為9～39％，改性材料，占比為1％。制備步驟：將相變材料置于100～200℃恒溫干燥箱內(nèi)，干燥時間為2～6h；按照配比稱量干燥后的相變材料、骨架材料和改性材料，將其混合后得到混合物料；通過研缽研磨充分混合；對研磨得到的粉體進(jìn)行陳化；對陳化處理后的粉體進(jìn)行壓制成型，得到坯體；對坯體進(jìn)行燒結(jié)，制成陶瓷基固?固相變儲熱材料。本發(fā)明，所述固?固相變儲熱材料具有相變體積變化小、無相分離、使用壽命長、沒有泄漏、腐蝕性小的優(yōu)點，適用于儲熱行業(yè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及儲熱節(jié)能新材料技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種新型陶瓷基固-固相變儲熱材料及其制備方法。

背景技術(shù)

儲能技術(shù)廣義系指所有形式的能量存儲，狹義的講，主要是指儲熱和儲電技術(shù)。從目前技術(shù)現(xiàn)狀看，和儲電技術(shù)相比較，儲熱技術(shù)在技術(shù)成熟度和成本方面具有競爭優(yōu)勢，因此得到廣泛關(guān)注。作為儲能技術(shù)的核心技術(shù)之一，儲熱技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，尤其是清潔能源和電力系統(tǒng)的削峰填谷領(lǐng)域，具有不可替代的應(yīng)用價值。

儲熱技術(shù)的核心是儲熱材料。根據(jù)儲熱技術(shù)進(jìn)行劃分，儲熱材料包括顯熱儲熱材料、相變儲熱材料和熱化學(xué)儲熱材料。目前，工業(yè)上廣泛使用的儲熱材料是顯熱儲熱材料，如氧化鎂、氧化鐵等。相對于顯熱儲熱材料，相變儲熱材料和熱化學(xué)儲熱材料，具有很多性能優(yōu)勢。

相變儲熱材料具有恒溫儲放熱、儲熱密度和效率高、儲熱系統(tǒng)體積小等優(yōu)點，熱化學(xué)儲熱材料可以實現(xiàn)比相變儲熱材料更高的儲熱效率。但是，和相變儲熱技術(shù)相比較，熱化學(xué)技術(shù)目前距離工業(yè)化的距離尚遠(yuǎn)，這使得相變儲熱材料開發(fā)和應(yīng)用成為工業(yè)化迫切需要開發(fā)的儲熱技術(shù)。

相變儲熱包括固-固相變儲熱、固-液相變儲熱和固-汽相變儲熱，其儲熱原理主要是依賴相變潛熱實現(xiàn)熱量存儲。

固-汽相變儲熱由于客觀存在體積控制問題，應(yīng)用難度較大。目前國內(nèi)外開發(fā)相變儲熱材料主要是固-液相變儲熱材料，依賴熔化和凝固過程實現(xiàn)儲熱和放熱。通常是金屬、無機熔融鹽或者相關(guān)復(fù)合熔鹽。固-液相變儲熱材料在使用過程中涉及固-液相變，存在液化和凝固過程，在使用過程中容易發(fā)生相變儲熱材料泄露、高溫?fù)]發(fā)、腐蝕、過冷等技術(shù)壁壘問題，降低了固-液相變儲熱材料儲熱性能的穩(wěn)定性，縮短了固-液相變儲熱材料的使用壽命。

固-固相變儲熱材料，主要利用可逆的固態(tài)相變實現(xiàn)儲熱和放熱，所以，在使用過程中不會發(fā)生物態(tài)變化。而且，固-固相變儲熱材料和顯熱儲熱材料還可以實現(xiàn)良好復(fù)合，這些性能使得固-固相變儲熱材料具有潛在的應(yīng)用市場。

公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的總體背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種新型陶瓷基固-固相變儲熱材料及其制備方法，所述固-固相變儲熱材料具有相變體積變化小、無相分離、使用壽命長、沒有泄漏、腐蝕性小的優(yōu)點，適用于儲熱行業(yè)。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種新型陶瓷基固-固相變儲熱材料，其特征在于，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，包括以下組分：

相變材料，占比為60～90％，

骨架材料，占比為9～39％，

改性材料，占比為1％。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述相變材料為鈉鹽及其同類的鉬酸鹽；

所述鈉鹽及其同類的鉬酸鹽為鉬酸鈉、硫酸鈉、鎢酸鈉、鉻酸鈉、鉬酸鐵、鉬酸鋁、鉬酸鉀、鉬酸鋇、硫酸鋰中的一種或多種。