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《相變溫度可調(diào)的無機(jī)混鹽體系相變儲能材料(材料科學(xué)基礎(chǔ)).pptx》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在PPT專區(qū)-天天文庫。
1、相變溫度可調(diào)的無機(jī)混鹽體系相變儲能材料主講人：材料133JournalofMaterialsScience&Engineering1·摘要2·引言3·實驗3·1原料3·2材料的制備3·3表征分析3·3·1T-history方法3·3·2差示掃描量熱法4·結(jié)果與討論4·1成核劑對混鹽體系相變性能的影響4·2混鹽體系的相變性能參數(shù)4·3混鹽體系的相變過程形態(tài)5·結(jié)論1·摘要現(xiàn)階段，利用無機(jī)水合鹽制備相變儲能材料已成為一大研究熱點，但是單組份無機(jī)水合鹽相變儲能材料的相變溫度高，較難適用于溫室大棚、室內(nèi)節(jié)能材料等低溫應(yīng)用領(lǐng)域。為了解決這一問題，將
2、CaCl2·6H2O、MgCl2·6H2O以及H2O混合配制出了CaCl2-MgCl2-H2O混鹽體系，并采用T-history方法和差示掃描量熱法研究了混鹽的體系組成、成核劑添加量等因素對材料相變性能的影響。制備的CaCl2-MgCl2-H2O混鹽相變材料可以在２５℃以下完全熔解，并且通過改變混鹽體系的組成可使材料凝固溫度在１０℃～２０℃范圍內(nèi)可調(diào)。此外，本研究在一定程度上解決了無機(jī)水合鹽相變儲能材料在相變過程中的過冷和相分離現(xiàn)象。2.引言隨著人類對于傳統(tǒng)能源的過度開發(fā)和利用，上世紀(jì)70年代起就爆發(fā)了全球性的能源危機(jī)，從而對新能源的開發(fā)
3、和利用顯得非常重要。目前對于太陽能、風(fēng)能等清潔能源的開發(fā)利用中遇到的難題之一就是對能量的儲存，而一種高效的儲能材料可以在一定程度上解決這一問題，并且儲能材料還將在電力的“移峰填谷”、廢熱和余熱的回收利用以及工業(yè)與民用建筑和空調(diào)的節(jié)能等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景，已成為能源材料領(lǐng)域的研究熱點。相變過程一般是等溫或近似等溫過程，相變過程中伴有能量的吸收或釋放，這部分能量稱為相變潛熱，利用相變過程的這一特點開發(fā)了許多相變儲能材料。相變儲能材料（Phase-ChangeMaterial，PCL）的相變溫度范圍穩(wěn)定，相比傳統(tǒng)的顯熱儲能材料具有更高的儲能密
4、度和可供選擇的相變溫度范圍等優(yōu)勢。低溫相變材料的相變溫度接近室溫，在建筑材料、供暖設(shè)備以及農(nóng)業(yè)大棚等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。目前相變溫度位于0℃～40℃之間的低溫相變儲能材料種類不多，常見的主要為有機(jī)相變材料（石蠟、脂肪酸類有機(jī)固液相變材料以及多元醇、高密度聚乙烯等）和無機(jī)鹽相變材料（Na2SO4·10H2O、CaCl2·6H2O等）。Na2SO4·10H2O和CaCl2·6H2O是兩種研究較多的無機(jī)水合鹽相變儲能材料，熔點分別為32.4℃和29℃左右。而且鈉、鈣等堿金屬無機(jī)鹽和堿土金屬無機(jī)鹽在我國西部鹽湖地區(qū)儲量巨大，對其開發(fā)利用將有助
5、于帶動該地區(qū)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，加速對我國鹽湖資源的綜合利用?，F(xiàn)階段針對這兩種無機(jī)鹽相變材料的研究較多，其中Kern發(fā)現(xiàn)由于CaCl2·6H2O的熔點在29℃左右，利用CaCl2·6H2O作為相變材料制備的塑料大棚在相變過程中溫度會達(dá)到33℃；為了使無機(jī)鹽相變材料能夠滿足特定使用環(huán)境的溫度范圍、解決相變過程中出現(xiàn)的過冷和相分離現(xiàn)象，一般需要在無機(jī)水合鹽中添加一些的添加劑。Nishina等人介紹了幾種能夠應(yīng)用于溫室大棚夜間加熱的無機(jī)鹽相變材料，在芒硝（Na2SO4·10H2O）中添加一些的添加劑可以將熔點降低到20℃左右；而McMullin等人
6、為了降低CaCl2·6H2O的相變溫度，通過加入一定量的H2O而達(dá)到了一定的效果:90%CaCl2·6H2O和10%H2O組成的體系相變溫度接近25℃。現(xiàn)有無機(jī)鹽相變儲能材料熔解溫度過高，一般都無法在較低溫度（20℃左右）熔解，相變材料凝固溫度范圍過窄，無法在不同季節(jié)或不同地域的夜間溫度下凝固。所以本研究以CaCl2-MgCl2-H2O三元體系相圖為研究基礎(chǔ)，通過向該體系中加入MgCl2·6H2O來達(dá)到調(diào)節(jié)材料熔點的目的。主要利用T-history方法和DSC法（差示掃描量熱法）研究了不同CaCl2-MgCl2-H2O混鹽體系的相變性能，
7、制備出適用于不同溫度范圍的CaCl2-MgCl2-H2O混鹽相變儲能材料。3實驗3·1原料去離子水（經(jīng)離子交換和二次蒸餾過的純水，PH＝6.6）；硼砂；六水氯化鈣和六水氯化鎂，經(jīng)過至少兩次重結(jié)晶后使用，取少量二次重結(jié)晶樣品用ｘ射線衍射儀測量產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)，如圖１為二次重結(jié)晶樣品的ＸＲＤ圖譜。從圖１中可以發(fā)現(xiàn)兩種晶體的特征峰位與標(biāo)準(zhǔn)譜圖特征峰位一致，表明制備得到的CaCl2·6H2O和MgCl2·6H2O晶體純度高。3.2材料的制備將CaCl2·6H2O、MgCl2·6H2O以及H2O按照表１中所示的組成比例混合，并在恒溫磁力攪拌器中攪拌加
8、熱，待混鹽完全溶解并混合均勻之后添加一定量的成核劑－硼砂，繼續(xù)攪拌加熱至硼砂溶解完全后將CaCl2-MgCl2-H2O混鹽溶液轉(zhuǎn)移至溶液瓶中。3·3表征分析3·3·1T-history方法實驗
