以多级孔碳为支撑基体的复合相变材料在光热转换与存储方面的研究进展

作     者：王成君 段志英 苏琼 王爱军 孟淑娟 WANG Chengjun;DUAN Zhiying;SU Qiong;WANG Aijun;MENG Shujuan

作者机构：西北民族大学化工学院甘肃省高校环境友好复合材料及生物质利用省级重点实验室兰州730030 

出 版 物：《材料导报》 (Materials Reports)

年 卷 期：2020年第34卷第23期

页      面：23074-23080页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：中央高校基本科研业务费专项资金(31920150067) 甘肃省青年科技基金计划项目(17JR5RA276) 

主　　题：多级孔碳 相变材料 蓄热 光热转换 

摘      要：在可再生能源中,太阳能是一种绿色能源,它具有分布广泛、周期短、功率大、易得、无污染等优点。然而,到目前为止,由于太阳辐射的间断性和不稳定性,太阳能的大规模利用一直面临着限制。尤其在一些太阳能热应用设施中,夜间需求仍然不能满足,因此,为了确保太阳能供应的理想水平和提高能源效率,潜热蓄能(LHTES)技术的研究受到前所未有的关注。LHTES可以吸收和释放热量,减少温度波动,并在相对低的质量和体积下提供高能量密度。相变材料(PCMs)作为理想的热能储存介质,可以捕获和储存热能,以供在先进的能源生产系统中使用。因此,发展新型的太阳能储能材料以提高其运行效率已成为近年来的重要研究课题。特别是开发具有高潜热、高导热、形状稳定的复合相变材料(SSPCMs)吸收和储存太阳能,更具有广阔的应用前景。碳材料对光具有很强的吸收,表现出极强的光热转换能力。以碳材料为吸附载体或填料的形式与有机相变材料进行复合,利用其优异的导热性能来提高有机相变材料的导热系数,已成为储热技术的研究热点。本文通过对多级孔碳材料作为SSPCMs载体的关键研究进展进行综述,总结和讨论了孔径、表面改性、相互作用力、组分等对SSPCMs相变行为的影响,为高效设计和构建SSPCMs奠定了基础;重点介绍了新型多级孔碳复合相变材料的导热性、PCMs的负载率和热能储存等性能以及在太阳能光热转换与存储方面的实际应用;最后,展望了多级孔碳复合SSPCMs未来的发展方向和挑战,以期为制备高光热转换效率的新型复合相变材料提供参考。