石蜡基高热导率相变储能材料的制备.docx

背景介钿相变储能是应用最为广泛的储能技术.相变储能材料(Phase-changematerial,PCM)通过相变过程实现能量的储存和释放：在外界温度低时凝固放热，储存冷量，而在用冷时融化，释放出冷量，实现经济制冷。本文合成了C14-C18共熔物作为PCM,采用膨胀石墨(EG)作为导热基质，通过吸附法制备了5种不同压缩密度的C14-C18/EG复合相变材料.研究了复合材料的热特性以及循环稳定性,为高性能PCM的设计提供借鉴.本文亮点1在100次吸放热试鸵后,样品形猊和热性质未发生变化，复合材料具有良好的循环稳定性和热稳定性；2工业级石蜡安全、稳定性高、熔点可以预估、无腐蚀.蒸气压低；3本京合材料为高性能PCM的设计提供借鉴。内容介绍1 C14-C18共熔材料二元混合物在融化时，存在两种物理转变，非共熔成分的DSC分析图会出现两个主峰，如图I所示.CI4的旗IIt比以数字账式M小在想分析图中.*雄1:方M度为JMSSUIt（用第I个稣的起的温度表示）图1C14-CI8的DSC分析图F.iDseanalvM*<4artCI4-CI8为了确定C14-C!8精确的共熔成分，构建了系统的塔曼图.根据图2可知，当混合物的质量比为84.4wt%C14-15.6wt%CI8时获得共熔相变材料。5050o2IIr9fuxd-JccM=UWG吊33共熔物川星号标记图2C14CI8混合物塔城图Fig.2Tamandiagrun<>CI4-C18mixture2 C14-C18EG复合相变材料2.1 材料形猊与结构图3是膨胀石罂的SEM图，其中图3a、3b分别放大了30、100o倍.可以看到膨胀石墨整体呈蝶虫状，膨胀石墨主要有大孔与中孔、开放孔、内部封闭孔，开放孔和半开放孔在表面均有分布.图3未压端膨胀石墨（aj>）和压缩密度为三kgm3的膨胀有墨（，）电镜图Fig3SEMi!IKigrsofInMY浦IIPmyAdcx>un<lr<lgnphite（aj>）andexm<lt*<lgraphitewithacompresseddensityof300kgmi（c）图4是C14-C18、EG、C14-C18/EG凝合相变材料的红外光谱图.其中横纵坐标分别是被测物质的波数（CnJ）和透光性。500100o1500200025300035004000V/cm,#、2uE-EalUH图4C14C18、EC、C14C18/EC复合相变材料(E300)的红外光谱图Fig.4InfraredspectraofC14-CI8.EG.C4-C18EG<emposilephasechangematerial(E300)为了研究C14-C18与EG和CNTS复合之后结构的变化，图5是EG、CI4C18以及CI4C18EG豆合相变材料的X射线衍射峰.从图中可以看到，EG在26.15处有一个很强的衍射峰，在54.5。处有一个稍弱的衍射峰，这是膨胀石墨的特征峰.图5EG、C14C18、C14C】8/EG熨合相变材料的XRD图Fig.5XRDpatternsOfEG,C14-CI8,CI4-CI8EGCOmPOsitephasechangematerials2.2 热特性与热导率C14-CI8EG豆合相变材料的DSC曲线如图6所示,由图中可以看出复合材料的热特性与CI4-C18相似，相变温度与堆积密度无关。图6不同样品的DSC曲线Fig.6DSCcurvesof(IifTerentsamples2.3循环稳定性对E3Q0样品做了100次加热冷却循环，并对比了循环前后样品的热性质和形貌结构的变化，如图8所示。BB8DOo样品IB环前后红外耳图C),I>SCW(B)F8IidnamlMxaIniin()Undl>SCiugr(b)ufE300MimpkMorram!afl<*r<acling3结论结构和热性能测试结果表明：CI4-CI8EG复合相变材料的熔融焙与膨胀石墨的压缩密度成反比，热导率与膨胀石墨的压缩密度成正比.选取相变焰和热导率均相对较高的E300复合材料迸行了循环实验，结果表明经过10。次循环后复合材料的结构与热特性均未发生明显变化,具有良好的循环热稳定性和循环结构稳定性。石绪基共熔复合PCM在低温储存领域具有良好的应用潜力.