[發明專利]一種相變蓄熱材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110248893.1
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN113122185A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 徐偉;李凱凱;王立娜;胡馨云;欒仕杰;崔紹文;劉曉成;成濤;方志剛
• 申請（專利權）人: 東營新達德安新材料科技有限責任公司
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06;F28D20/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及儲能材料技術領域，具體公開了一種相變蓄熱材料及其制備方法和應用，所述相變蓄熱材料是以無機結晶水合物作為基底，配合成核劑與增稠劑的使用來有效抑制過冷度和相分離現象，該相變蓄熱材料價格低廉，熱穩定性良好，過冷度小，循環穩定性較好，蓄熱密度大，解決了現有相變蓄熱材料在應用中存在過冷度高和相分離的問題。而且，提供的制備方法簡單，制備的相變蓄熱材料性能穩定，成本低廉，可與空氣源熱泵等低溫熱源聯用，為地暖管道提供熱量，對不銹鋼管和銅管基本不腐蝕，具有良好的市場應用前景。

技術領域

本發明涉及儲能材料技術領域，具體是一種相變蓄熱材料及其制備方法和應用。

背景技術

隨著全球面臨的能源危機不斷加劇，節約能源并提高利用率成為了緩解能源危機的重要舉措。在眾多能源高效利用或回收技術中，儲能技術越來越受到關注，其主要原因在于，大量能源資源的供給與需求存在時間、空間和強度上不匹配的矛盾，通過蓄熱儲能可以有效的解決能源在時空上供需失衡的問題。

目前，常見的熱能儲存技術必須依靠物質本身或物質形態的變化來實現，其大致可以分為兩類，第一類是直接以熱能的形式儲存；第二類為將熱能轉化為其他形式的能量進行儲存。具體地，第一類對應于顯熱儲存。第二類包括相變潛熱儲存、物理/化學吸附和化學反應儲熱等。其中，相變儲熱是極具前景的蓄熱方式，這是因為其蓄熱密度大，吸放熱過程溫度維持恒定，易于封裝和做成模塊化設備。因此，相變蓄熱材料作為一種在溫度不變的情況下而改變物質狀態并能提供潛熱的物質，可以吸收或釋放大量的潛熱，在航天、建筑、服裝、制冷設備、軍事、通訊、電力等領域都有著廣闊的應用前景。

無機水合鹽作為相變儲能材料（相變蓄熱材料）的一種，其價格低廉，來源廣泛，易于制備，腐蝕性低，適合大規模應用。雖然無機水合鹽作為相變儲熱材料具有很多優點，但是其存在過冷度高和相分離的問題，阻礙了其工業中的大規模應用。具體的，過冷度高會導致無機水合鹽在循環使用過程中出現相變潛熱減小甚至消失的情況，相分離會導致無機水合鹽在使用過程中的固體和液態分離，從而使得水合鹽成分變少，影響儲熱效果。因此，在工業生產中，降低過冷度，抑制相分離，提高熱導率是需要解決的關鍵問題，其仍然是相變蓄熱材料領域的一大挑戰。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種相變蓄熱材料，以解決上述背景技術中提出的現有相變蓄熱材料在應用中存在過冷度高和相分離的問題。

為實現上述目的，本發明實施例提供如下技術方案：

一種相變蓄熱材料，該相變蓄熱材料具體是一種以無機水合鹽為基底組成的低溫相變蓄熱材料，其主要成分是無機結晶水合物（即無機水合鹽）、成核劑、增稠劑與水；其中，所述無機結晶水合物作為儲能主體材料，具體包括四水硝酸鈣、九水硝酸鐵、九水硝酸鋁中的任意一種或多種。

本發明實施例的另一目的在于提供一種相變蓄熱材料的制備方法，所述的相變蓄熱材料的制備方法，包括以下步驟：按照比例稱取無機結晶水合物、成核劑、增稠劑與水進行混合均勻，得到所述相變蓄熱材料。

本發明實施例的另一目的在于提供一種采用上述的相變蓄熱材料的制備方法制備得到的相變蓄熱材料。

本發明實施例的另一目的在于提供一種所述的相變蓄熱材料在熱量儲存中的應用。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明實施例制備的相變蓄熱材料是以無機結晶水合物作為基底，配合成核劑與增稠劑的使用來有效抑制過冷度和相分離現象，該相變蓄熱材料價格低廉，熱穩定性良好，過冷度小，循環穩定性較好，蓄熱密度大，解決了現有相變蓄熱材料在應用中存在過冷度高和相分離的問題。而且，提供的制備方法簡單，制備的相變蓄熱材料性能穩定，成本低廉，可與空氣源熱泵等低溫熱源聯用，為地暖管道提供熱量，對不銹鋼管和銅管基本不腐蝕，具有良好的市場應用前景。

附圖說明

圖1為本發明一實施例提供的相變蓄熱材料的經過1500次循環的冷卻曲線圖。