納米氧化鋅改性無機水合鹽三元相變材料的研究

肖力光，李 冰

(吉林建筑大學材料科學與工程學院，長春 130118)

0 引 言

利用相變材料的相變潛熱進行能量的儲存與釋放，是提高能源利用效率的有效途徑，是近年來國內外建筑節能領域研究的熱點課題[1-3]。相比于有機相變材料，無機相變材料具有更高的相變焓和導熱系數，無味環保，安全不易燃，價格低廉且原料來源廣泛[4-5]，無機相變材料應用最多的是結晶水合鹽，但這類材料存在過冷和相分離的問題[6]，常見的可作為儲能材料的無機水合鹽有Na2SO4·10H2O、Na2HPO4·12H2O、CH3COONa·3H2O等，以單一水合鹽作為相變材料，歷經少次加熱-冷卻循環后底部會出現固體無水鹽顆粒，中間為已結晶的水合鹽晶體，頂部為相應鹽溶液的分層現象，隨著冷熱循環的進行，儲熱能力大幅下降，最后幾乎喪失儲熱能力[7]。過冷度太大，導致釋熱溫度變動，影響調溫效果；相分離出現，使體系產生沉淀，儲熱能力下降，縮短循環使用壽命，這些都限制了水合鹽作為儲能材料的大規模應用，因此，降低過冷度和解決相分離是最為關鍵的技術問題[8-10]。目前，大多通過在無機水合鹽相變材料中添加成核劑和增稠劑或通過兩種無機水合鹽混合，來降低過冷度和解決相分離，但單一水合鹽甚至二元水合鹽體系都無法很好地解決這些問題。本實驗采用三種無機水合鹽相變材料制備低共熔混合物，利用不同相變溫度的相變材料具有的梯度效應，同時通過納米氧化鋅對其進行改性，來研究三元水合鹽體系過冷度及其他熱物理性質。……