CN110862805A - 一种恒温相变储能材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种恒温相变储能材料及其制备方法，该相变储能材料包含如下质量百分比的组分：94%十二水合硫酸铝铵、3%膨胀石墨、2%去离子水、1%气相二氧化硅。本发明的相变储能材料的制备方法简单，获得的相变材料的相变温度为81℃，相变潜热为260J/g，相变过程中温度恒定，过冷度＜1℃，循环稳定性好，充、放热循环2000次后，材料性能未见衰减，该相变材料原材料价格低廉，容易获取且安全无毒，适合在分布式供暖以及工业余、废热回收领域广泛应用。

Description

一种恒温相变储能材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及储热材料技术领域，特别是涉及一种恒温相变储能材料及其制备方法。

背景技术

能源是人类赖以生存的基础，但是，由于能源供需存在的时间和空间上的不匹配，所造成的能源浪费和不合理利用，已成为限制中国乃至世界各国快速发展的关键因素之一。能源存储能够缓解，能源供给与需求之间的矛盾，提高能源利用率，因此，能源存储在能源节约的实际应用中有着举足轻重的地位。

相变储能是利用相变材料在相变温度范围内发生相态变化，吸收或释放相变潜热，来存储热能。材料在发生相态变化时，相变潜热巨大，因此相变储能技术在太阳能光热发电、电能的“移峰填谷”、工业废热余热的回收及利用、建筑采暖及节能等领域，能够起到调节能源供需平衡的作用，具有非常广泛的应用前景。提供一种安全无毒、相变温度稳定的相变材料是本领域技术人员致力于做的事情。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种恒温相变储能材料，其价格低廉、相变潜热大、生物毒性小、性能稳定。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：

提供一种恒温相变储能材料，包含如下质量百分比的组分：94%十二水合硫酸铝铵、3%膨胀石墨、2%去离子水、1%气相二氧化硅。

本发明的另一个目的是提供一种制备上述的恒温相变储能材料的方法，包括如下步骤：

1）按质量百分比称取原料，在100℃水浴条件下，将十二水合硫酸铝铵加热熔化；

2）将去离子水加入到步骤1）中所熔化的十二水合硫酸铝铵中，继续100℃水浴加热，充分搅拌30min混合均匀；

3）向步骤2）的混合液中加入膨胀石墨和气相二氧化硅，继续100℃水浴加热1~2小时，充分搅拌30min混合均匀；

4）停止加热和搅拌，冷却后即可获得所需的恒温相变储能材料。

本发明的有益效果是：本发明的恒温相变储能材料，其以十二水合硫酸铝铵为主材料，添加膨胀石墨、去离子水、气相二氧化硅，制备方法简单，制得的相变储能材料，相变温度为81℃，相变潜热为260J/g，相变过程中温度恒定，过冷度＜1℃，循环稳定性好，充、放热循环2000次后，材料性能未见衰减。该相变材料原材料价格低廉，容易获取且安全无毒，适合大范围推广应用。非常适合在分布式供暖以及工业余、废热回收领域广泛应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明实施例1中恒温相变储能材料第500次、1000次、1500次、2000次的温循曲线图；

图2是本发明的一种储热式蒸汽发生系统中移动式热库的结构示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种恒温相变储能材料，按照质量百分比计，采用了94%十二水合硫酸铝铵、3%膨胀石墨、2%去离子水水、1%气相二氧化硅。

其制备方法如下：

1）按质量百分比称取原料，在100℃水浴条件下，将十二水合硫酸铝铵加热熔化；

2）将去离子水加入到步骤1）中所熔化的十二水合硫酸铝铵中，继续100℃水浴加热，充分搅拌30min混合均匀；

3）向步骤2）的混合液中加入膨胀石墨和气相二氧化硅，继续100℃水浴加热1~2小时，充分搅拌混合均匀；

4）停止加热和搅拌，冷却后即可获得所需的恒温相变储能材料，该相变储热材料的相变温度为81℃。

对上述相变储能材料做如下测试：

一、对相变储能材料进行充、放热循环实验。如图1所示，质量500g的上述相变材料样品第500次、1000次、1500次、2000次的温循曲线。从图1中可以看出，该相变材料性能稳定，经过2000次充放热循环后，储热能力未见衰减，材料过冷度未出现增大。

二、对上述相变储能材料进行充、放热循环实验。如图2所示，质量500g的相变材料样品定量冷却结果。定量冷却在特制的保温桶中进行，保温桶中装入室温冷却水2.5kg，通过保温桶中冷却水的温度提升量换算成热量统计相变材料的放热量。如图2所示，经过20次定量放热实验，冷却水温度提升的平均值为：14.2℃，平均放热量为：149.1kJ。

本发明的相变储能材料，以十二水合硫酸铝铵为主材料，添加膨胀石墨、去离子水、气相二氧化硅，制备方法简单，获得的相变材料的相变温度为81℃，相变潜热为260J/g，相变过程中温度恒定，过冷度＜1℃，循环稳定性好，充、放热循环2000次后，材料性能未见衰减。该相变材料原材料价格低廉，容易获取且安全无毒，适合大范围推广应用。非常适合在分布式供暖以及工业余、废热回收领域广泛应用。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种恒温相变储能材料，其特征在于，包含如下质量百分比的组分：94%十二水合硫酸铝铵、3%膨胀石墨、2%去离子水、1%气相二氧化硅。

2.一种制备如权利要求1所述的恒温相变储能材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）按质量百分比称取原料，在100℃水浴条件下，将十二水合硫酸铝铵加热熔化；

2）将去离子水加入到步骤1）中所熔化的十二水合硫酸铝铵中，继续100℃水浴加热，充分搅拌30min混合均匀；

3）向步骤2）的混合液中加入膨胀石墨和气相二氧化硅，继续100℃水浴加热1~2小时，充分搅拌30min混合均匀；

4）停止加热和搅拌，冷却后即可获得所需的恒温相变储能材料。

Images