MgCl2·6H2O/MgSO4·7H2O復(fù)合相變體系的儲(chǔ)熱性能研究

劉建軍, 沈梁玉, 楊效田, 王彩龍

(1. 甘肅省集成裝配式建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司, 甘肅 蘭州 730106; 2. 蘭州理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院 省部共建有色金屬先進(jìn)加工與再利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 甘肅 蘭州 730050)

熱能儲(chǔ)存是清潔高效利用可再生能源的關(guān)鍵技術(shù)之一[1].熱能的儲(chǔ)存和釋放可以解決能量的間歇性可用性,并提高能量利用效率[2].相變材料(PCM)由于其蓄熱密度大、潛熱溫度恒定、易于控制等優(yōu)點(diǎn)而受到人們的廣泛關(guān)注[3].低溫相變材料的研究和發(fā)展有望為太陽(yáng)能的利用提供良好的能量?jī)?chǔ)存[4].無(wú)機(jī)水合鹽相變儲(chǔ)能材料由于其較高的儲(chǔ)能密度而受到廣泛關(guān)注,但其在使用過(guò)程中存在相分離和過(guò)冷現(xiàn)象兩大缺陷.從結(jié)晶動(dòng)力學(xué)的角度,過(guò)冷的存在可以促進(jìn)結(jié)晶.然而,由于缺少可作為結(jié)晶點(diǎn)的晶核,熔融狀態(tài)的純無(wú)機(jī)水合鹽在凝固時(shí)需要克服形成微晶所需的高比表面能,導(dǎo)致難以結(jié)晶,嚴(yán)重的過(guò)冷使熔化溫度與凝固溫度相差很大,最大溫差達(dá)37 ℃[5],過(guò)冷還會(huì)限制相變材料潛熱的釋放,影響其實(shí)際應(yīng)用.相分離的存在導(dǎo)致降溫過(guò)程的水合反應(yīng)發(fā)生不完全,難以恢復(fù)為原水合物.MgCl2·6H2O作為一種無(wú)機(jī)相變材料,其相變溫度為117 ℃,脫水和水化反應(yīng)均具有較高的反應(yīng)焓,可用于熱化學(xué)存儲(chǔ),但MgCl2·6H2O相分離會(huì)產(chǎn)生MgCl2·4H2O沉積，且此過(guò)程不可逆,導(dǎo)致相變焓再循環(huán)過(guò)程中因相分離的出現(xiàn)而逐漸減小,體系的儲(chǔ)熱能力也逐漸降低.在相對(duì)濕度33%～22%和溫度20～100 ℃時(shí),由于過(guò)高的濕度……