CN106916569A - 一种无机相变储能材料的制备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于新材料研发领域，具体涉及一种无机相变储能材料及其制备与应用。本发明所述无机相变储能材料，其原料含有如下重量份数的组分：醋酸钠45~48重量份；防相分离剂2~6重量份；防过冷剂2~4重量份。本发明的无机相变储能材料通过可逆的固-液相转变实现能量的储存和释放，相变温度在60~80℃，相变焓可达250J/g，材料储能密度高，热稳定性好，导热系数大，熔解热较大，无过冷和相分离现象，制备工艺简单，无毒无害。在相变储能材料方面有很好的利用价值。
Description
技术领域
本发明属于新材料研发领域，具体涉及一种无机相变储能材料及其制备与应用。
背景技术
相变储能是近代物理对能量储存的理论认识，已经形成比较成熟的理论，但相变储能材料的开发空间还很大。由于目前能源消耗的极速增长，和能源高效利用的迫切需要，对相变储能材料的研究就显得很重要，因为它是节省能源和利用能源的体现。储能材料按储能的方式大体分为：显热储能、潜热储能和化学反应储能三大类。相变储能是一种潜热储能方式，它利用材料在相变过程中的热效应来储存和释放能量。潜热储能按照相变的方式一般分为四类：固-固相变、固-液相变、固-气相变、液-气相变。传统的相变储能材料主要包括无机类的结晶水和盐和熔融盐，以及有机类化合物、有机类聚合物，如脂肪烃、多元醇类、芳香烃类酰胺类、聚烯烃类、聚多元醇类、聚烯醇类、聚烯酸类等。
无机类如结晶水和盐类通常是中、低温相变储能中比较多，有如下优点：使用范围广、导热系数大、熔解热较大、储能密度大。同时存在如下缺点：一是过冷现象，二是相分离。有机类相变储能材料，优点是在固体状态时成型性较好，一般不容易出现过冷现象和相分离、材料的腐蚀性较小，性能比较稳定、毒性小，成本低；同时该类材料有如下缺点：导热系数小，储能密度小，并且有机物一般熔点较低，不适于高温场合中应用，且易挥发、易燃烧甚至爆炸或被空气中的氧气缓慢氧化而老化。
US 4708812，CN 1844269A，CN1903971A介绍了相变微胶囊，以有机聚合物作为囊壁材料将相变材料包裹密封，相变焓较大，但是相变时体积变化较大，反复收缩和膨胀使材料使用寿命较短，而且芯壳之间为物理相互作用，仍会发生渗漏和相分离。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种无机相变储能材料及其制备与应用，所述无机相变储能材料通过可逆的固-液相转变实现能量的储存和释放，相变温度在60～80℃，相变焓可达250J/g，材料储能密度高，热稳定性好，导热系数大，熔解热较大，无过冷和相分离现象，制备工艺简单，无毒无害，在相变储能材料方面有很好的利用价值。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面提供一种无机相变储能材料，其原料含有如下重量份数的组分：醋酸钠45～48重量份；防相分离剂2～6重量份；防过冷剂2～4重量份。
优选地，所述防相分离剂自明矾、硫酸铝或三氯化铁中的任一种或多种的组合。
优选地，所述防过冷剂选自醋酸锌、醋酸铅或焦磷酸钠中的任一种或多种的组合。
本发明的第二方面，还进一步提供了一种制备前述无机相变储能材料的方法，包括以下步骤：向醋酸钠水溶液先加入防相分离剂混合，然后再加入防过冷剂选，即得无机相变储能材料。
优选地，所述混合是在搅拌器中进行，混合时，搅拌器转速设为2000rpm，持续2h。
本发明的第三方面，还提供了前述无机相变储能材料在能量储存和温度控制领域中的用途。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的相变储能材料通过可逆的固-液相转变实现能量的储存和释放，相变温度在60～80℃，相变焓可达250J/g，材料储能密度高，热稳定性好，导热系数大，熔解热较大，无过冷和相分离现象，无液体渗漏和相分离，制备工艺简单，无毒无害。在相变储能材料方面有很好的利用价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
实施例1
本实施例的无机相变储能材料，其原料含有如下重量份数的组分：醋酸钠45重量份；防相分离剂明矾2重量份；防过冷剂醋酸锌2重量份。
制备方法：在醋酸钠水溶液先加入防相分离剂明矾混合，搅拌器转速设为2000rpm，持续2h，然后再加入防过冷剂醋酸锌，即得无机相变储能材料。
实施例2
本实施例的无机相变储能材料，其原料含有如下重量份数的组分：醋酸钠46重量份；防相分离剂硫酸铝6重量份；防过冷剂醋酸铅4重量份数。
制备方法：在醋酸钠水溶液先加入防相分离剂聚合氯化铝混合，搅拌器转速设为2000rpm,持续2h后再加入醋酸铅，即得无机相变储能材料。
实施例3
本实施例的无机相变储能材料，其原料含有如下重量份数的组分：醋酸钠48重量份；防相分离剂硫酸铝和三氯化铁各2重量份；防过冷剂焦磷酸钠2重量份数。
制备方法：在醋酸钠水溶液中先加入防相分离剂硫酸铝和三氯化铁混合，搅拌器转速设为2000rpm，持续2h，然后再加入防过冷剂焦磷酸钠即得无机相变储能材料。
实施例4
将上述实施例1～3制备所得材料，进行实验测试结果如下：
综上所述，本发明中制得的一种无机相变储能材料储能密度高、热稳定好，导热系数大，熔解热较大。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (6)
1.一种无机相变储能材料，其原料含有以下重量份的组分：醋酸钠45～48重量份；防相分离剂2～6重量份；防过冷剂2～4重量份。
2.根据权利要求1所述的无机相比储能材料，其特征在于，所述防相分离剂自明矾、硫酸铝或三氯化铁中的任一种或多种的组合。
3.根据权利要求1所述的无机相比储能材料，其特征在于，所述防过冷剂选自醋酸锌、醋酸铅或焦磷酸钠中的任一种或多种的组合。
4.一种制备如权利要求1～3任一权利要求所述无机相比储能材料的方法，包括以下步骤：向醋酸钠水溶液先加入防相分离剂混合，然后再加入防过冷剂选，即得无机相变储能材料。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述混合是在搅拌器中进行，混合时，搅拌器转速设为2000rpm，持续2h。
6.如权利要求1～3任一权利要求所述无机相比储能材料在能量储存和温度控制领域中的用途。
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