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相变材料/热管耦合储热技术在不同领域应用研究进展

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机械工程学报 2024年

作者：刘凯豹戴宇成刘昌会赵佳腾中国矿业大学低碳能源与动力工程学院

相变储热是储能领域的重要组成部分，它可以解决热能供求在时间和空间上不匹配、以及间歇性、波动性等问题。由于相变材料导热系数较低，限制了其大规模应用于储热领域。热管与相变材料耦合是有效强化相变储热的方法。总结热管与相变材... 详细信息

相变储热是储能领域的重要组成部分，它可以解决热能供求在时间和空间上不匹配、以及间歇性、波动性等问题。由于相变材料导热系数较低，限制了其大规模应用于储热领域。热管与相变材料耦合是有效强化相变储热的方法。总结热管与相变材料的不同耦合方式以及在不同应用领域的研究进展，分析热管与相变材料不同耦合方式的优势和潜力。研究发现相变材料与热管的耦合能够强化储热系统储/放热性能，另外相变材料与热管在不同位置耦合能够实现不同的功能。但是相变材料与热管耦合传热机理还不明晰，还需增强基于热管的储热系统对动态工况的适应能力，拓宽优化其应用范围。

关键词：相变储热热管相变材料传热优化

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基于相图分析的氯化物复合熔盐储热性能研究

化工学报 2024年

作者：肖俊兵邹博任建地刘昌会贾传坤长沙理工大学能源与动力工程学院中国矿业大学低碳能源与动力工程学院

熔盐储热技术广泛应用于太阳能光热发电、电力调峰、可再生能源消纳等领域，其关键是熔盐。本文基于相图热力学计算设计NaCl-KCl-ZnCl2、NaCl-KCl-CaCl2熔盐，所设计NaCl-KCl-ZnCl2熔盐熔点比目前商用Solar Salt盐的熔点低了36.6 ℃，Na... 详细信息

熔盐储热技术广泛应用于太阳能光热发电、电力调峰、可再生能源消纳等领域，其关键是熔盐。本文基于相图热力学计算设计NaCl-KCl-ZnCl2、NaCl-KCl-CaCl2熔盐，所设计NaCl-KCl-ZnCl2熔盐熔点比目前商用Solar Salt盐的熔点低了36.6 ℃，NaCl-KCl-CaCl2熔盐最高工作温度达745.5 ℃，超过下一代光热发电所需熔盐最低工作温度。结合红外成像技术与数字图像处理技术分析丝瓜络碳材料（CLSF）对NaCl-KCl-CaCl2熔盐瞬态热响应性能的影响。与三元熔盐相比，NaCl-KCl-CaCl2/CLSF复合熔盐熔化焓最大降幅为27.09%，导热系数最大增幅为60.12%，相同温度范围内加热时间和冷却时间分别最大减少了62.50%和39.13%。CLSF在复合熔盐内部形成了高效导热通道，显著提升复合熔盐储热性能，未影响三元熔盐的相变行为和热稳定性。可见，NaCl-KCl-CaCl2/CLSF复合熔盐具有良好导热性能、热稳定性和储热性能，具有广阔的应用前景。

关键词：相变复合材料可再生能源焓热传导熔盐储热

基于生物碳材料强化的硬脂酸相变材料储热性能研究

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化工学报 2024年

作者：肖俊兵钟湘宇任建地钟芳芳刘昌会贾传坤长沙理工大学能源与动力工程学院中国矿业大学低碳能源与动力工程学院

为改善硬脂酸（SA）相变储热性能，分别将氮化硼（BN）、丝瓜络碳（CLSF）以及BN-CLSF混合物作为添加剂加入SA制备复合材料，并研究不同添加剂对硬脂酸相变储热性能的影响。结果表明，当加入BN-CLSF的质量分数为2.5 wt%时，复合材料的... 详细信息

为改善硬脂酸（SA）相变储热性能，分别将氮化硼（BN）、丝瓜络碳（CLSF）以及BN-CLSF混合物作为添加剂加入SA制备复合材料，并研究不同添加剂对硬脂酸相变储热性能的影响。结果表明，当加入BN-CLSF的质量分数为2.5 wt%时，复合材料的导热系数最大可提高16.4%，对应的熔化潜热为153.04 J·g-1。相比于纯SA相变材料，复合材料的熔化时间最大缩短了72.3%，凝固时间最大缩短了33.3%。当光照时长为550 s时，复合材料SA/CLSF的温度较纯SA提高了11.14 ℃，表明添加CLSF有效提高复合材料的光热转换能力。本文所制备基于丝瓜络碳材料的硬脂酸相变材料具有良好的热物理性能与光热转换能力，在太阳能光热利用、建筑节能、工业余热利用等领域具有广阔应用前景。

关键词：热传导复合材料焓相变储热瞬态响应

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水基石墨烯纳米流体制备及热物理性研究

当代化工研究 2024年第18期 181-183页

作者：蒋家平李蕊孟旗李意民刘昌会中国矿业大学低碳能源与动力工程学院江苏221116

换热介质的低导热性能已经成为研究高效率传热冷却技术的障碍,相比于传统导热流体,纳米流体有更高的导热系数和换热能力,同时石墨烯具有优异的光、电、热、力学性能。制备了以水为基液,石墨烯纳米粒子填充的纳米流体,研究了水基石墨烯... 详细信息

换热介质的低导热性能已经成为研究高效率传热冷却技术的障碍,相比于传统导热流体,纳米流体有更高的导热系数和换热能力,同时石墨烯具有优异的光、电、热、力学性能。制备了以水为基液,石墨烯纳米粒子填充的纳米流体,研究了水基石墨烯纳米流体的稳定性、黏度、导热系数、光热转换性能等热物性。

关键词：石墨烯纳米流体黏度导热系数光热转换传热强化

Lewis base-assisted Lewis acid-catalyzed selective alkene formation via alcohol dehydration and synthesis of 2-cinnamyl-1,3-dicarbonyl compounds from 2-aryl-3,4-dihydropyrans

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Chinese Journal of Catalysis 2016年第6期37卷 979-986页

作者：刘昌会潘彬顾彦龙华中科技大学能量转化与存储材料化学教育部重点实验室材料化学与服务失效湖北省重点实验室湖北武汉430074 中国科学院兰州化学物理研究所羰基合成与选择性氧化国家重点实验室甘肃兰州730000

Acid-catalyzed dehydration of alcohols has been widely employed for the synthesis of alkenes. However, activated alcohols when employed as substrates in dehydration reactions are often pla-gued by the lack of alkene selectivity. In this work, the reaction system can be significantly improved through enhancing the performance of Lewis acid catalysts in the dehydration of activated alcohols by combining with a Lewis base. Observations of the reaction mechanism revealed that the Lewis base component might have changed the reaction rate order. Although both the principal and side reaction rates decreased, the effect was markedly more observed on the latter reaction. Therefore, the selectivity of the dehydration reaction was improved. On the basis of this observation, a new route to synthesize 2-cinnamyl-1,3-dicarbonyl compounds was developed by using 2-aryl-3,4- di-hydropyran as a starting substrate in the presence of a Lewis acid/Lewis base combined catalyst system.

关键词： Synergistic catalysis Acid-base catalysis Dehydration of alcohol 2-Cinnamyl-1 3-dicarbonyl compound Homogeneous catalysis

利用甾体皂甙元降解废弃物合成（R）-4-甲基-2-重氮-5-苄氧基戊酸甲酯等手性合成子的研究

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利用甾体皂甙元降解废弃物合成（R）-4-甲基-2-重氮-5-苄氧基戊酸...

作者：刘昌会上海师范大学

学位级别：硕士

不对称合成为当今有机合成界炙手可热的焦点，其中利用价廉、易得的天然手性源引入不对称因素具有其独特的优点。我们小组开发的以双氧水清洁降解甾体皂甙元方法不仅可以减少对环境的污染，还可以回收手性小分子片段。该手性小分子片段... 详细信息

不对称合成为当今有机合成界炙手可热的焦点，其中利用价廉、易得的天然手性源引入不对称因素具有其独特的优点。我们小组开发的以双氧水清洁降解甾体皂甙元方法不仅可以减少对环境的污染，还可以回收手性小分子片段。该手性小分子片段可经过进一步转化成为更有合成价值的手性合成子，为甾体皂甙元资源合理利用提供新的思路。本论文主要以甾体皂甙元降解得到的R,R甲基羟基戊酸内酯2-2为原料合成一些具有重要合成价值的手性合成子。论文的工作主要包括以下部分：1以（R,R）甲基羟基戊酸内酯2-2为原料，根据已有的方法将其转化为R甲基苄氧基羰基戊酸甲酯2-4，然后将化合物2-4与对甲苯磺酰肼反应生成相应的腙，再进一步与碳酸钾反应，最终以步的总收率得到手性合成子R甲基苄氧基重氮戊酸甲酯2-7。2考察了R甲基重氮苄氧基戊酸甲酯2-7与醋酸铑的反应，以的收率得到了手性合成子（R Z）甲基苄氧基戊烯酸甲酯3-2。3利用一锅煮法，R甲基苄氧基羰基戊酸甲酯2-4与和亚硝酸异戊酯反应，以的收率得到少两个碳原子的双官能团手性合成子R甲基苄氧基丙腈4-1。4从甾体皂甙元降解得到的R,R甲基羟基戊酸内酯2-2出发，经过甲酯化、硅基保护、铝锂氢还原、丙酮叉保护、碘代、二噻烷偶联步反应，以总收率得到手性试剂石松碱环的重要中间体5-9，最后两步反应脱除硫和羟醛缩合正在进一步探索中。

关键词：甾体皂甙元不对称合成手性合成子 (2R,4R)-甲基-羟基-戊酸内酯资源化合物

热固性树脂基复合相变材料的制备及其储能强化研究进展

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复合材料学报 2023年第3期40卷 1311-1327页

作者：肖桐刘庆祎张家豪赵佳腾刘昌会中国矿业大学低碳能源与动力工程学院徐州221116

热固性树脂是一种能够在加热或辐射条件下发生交联反应而固化,逐渐硬化成型的树脂类材料,具有耐热性高,受压不易变形等优点,广泛应用于涂料、胶粘剂、电子封装等领域。现有研究表明,由于热固性树脂受热后的固化成型,可有效解决固-液相... 详细信息

热固性树脂是一种能够在加热或辐射条件下发生交联反应而固化,逐渐硬化成型的树脂类材料,具有耐热性高,受压不易变形等优点,广泛应用于涂料、胶粘剂、电子封装等领域。现有研究表明,由于热固性树脂受热后的固化成型,可有效解决固-液相变材料相变储能过程中泄漏问题。本文从热固性树脂的分类出发,首次系统综述其在相变储能领域的应用研究现状,包括:(1)基于酚醛树脂封装的定型相变材料研究进展;(2)基于环氧树脂封装的定型相变材料研究进展;(3)双环戊二烯石油树脂在相变储能领域应用的可能性。同时,从制备时改性与废弃时处置回收的角度,对热固性树脂强化的相变储能复合材料未来研究重点和发展趋势进行了展望,旨在为拓宽热固性树脂在相变储能领域的应用范围提供有益参考,为制备性能优异的定型相变材料提供更多研究思路。

关键词：相变再生能源聚合物热固性树脂储能

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低共熔溶剂回收锂离子电池正极材料的研究

工程热物理学报 2022年第1期43卷 152-157页

作者：杜沛星李宇浩饶中浩刘昌会中国矿业大学电气与动力工程学院徐州2211116

废旧锂离子电池不仅造成了严重的资源浪费同时还带来严重的环境污染问题。传统锂离子电池材料回收方法存在高能耗、高成本以及二次污染等不足。本文成功制备出乙二醇/氯化锌低共熔溶剂(DES),利用其对金属氧化物优秀的溶解能力,用于三元... 详细信息

废旧锂离子电池不仅造成了严重的资源浪费同时还带来严重的环境污染问题。传统锂离子电池材料回收方法存在高能耗、高成本以及二次污染等不足。本文成功制备出乙二醇/氯化锌低共熔溶剂(DES),利用其对金属氧化物优秀的溶解能力,用于三元锂离子电池正极材料有价金属的回收,并分析了不同氯化锌浓度对低共熔溶剂热物性及其浸取能力的影响,对绿色环保回收三元锂离子电池正极材料提供了新的思路。

关键词：传热传质特性低共熔溶剂锂离子电池回收绿色环保

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基于相变材料的储热器及其传热强化研究进展

储能科学与技术 2023年第2期12卷 431-458页

作者：戴宇成王增鹏刘凯豹赵佳腾刘昌会中国矿业大学低碳能源与动力工程学院江苏徐州221116 西安交通大学能源与动力工程学院陕西西安710049

相变储热是具有广阔应用前景的储能技术之一,具有储热密度大、相变温度稳定等优点,但相变材料的热导率低制约了相变储热技术的发展。提升相变材料的热导率和储热器件的传热速率是有效的解决途径。针对相变材料热导率强化研究进展有大量... 详细信息

相变储热是具有广阔应用前景的储能技术之一,具有储热密度大、相变温度稳定等优点,但相变材料的热导率低制约了相变储热技术的发展。提升相变材料的热导率和储热器件的传热速率是有效的解决途径。针对相变材料热导率强化研究进展有大量综述,而对于储热器件层面的传热强化的总结较少,本文回顾了近10年国内外在储热器及其传热强化研究方面的进展。为适应不同应用需求,不同类型的相变储热器应运而生,根据储热器的工作模式和结构可以分为管壳式、填充床式、板式、热管式4类,本文系统地介绍了4类储热器的工作原理、优缺点以及强化传热研究,主要比较了结构优化后的储热器与传统储热器的传热速率和储/放热性能,结果指出对储热器的内部结构进行改进及拓展外部结构等方法能有效增加储热容量和储/放热速率,对于提高系统相变储热能力具有积极作用,分析表明后续的研究应该明晰储热器内部多相耦合传热机制,增强储热器对动态工况适应能力,拓宽应用范围。

关键词：相变储热储热器件结构优化传热强化

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