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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划相变储能的材料相变储能材料的研究摘要：相变储能材料对于能源的开发和合理利用具有重要的意义，在太阳能利用及工业余热回收方面有显著的优点。综述了固固相变，固液相变储能材料的特性及应用，及它们的优缺点。探讨了这方面的发展方向，展望了储能技术市场化应用的前景。关键词：相变材料储能固固相变固液相变引言：今年来，相变储能材料成为了国内外研究的热点，相变储能技术可以解决能量问题，能提高能源的利用率。相变储能材料是指在其物相的变化中可以从环境中吸收或放出热量，从而达到储能和释放能量的目的。利用此性质
2、，可以在太阳能，工业余热，电力的“移峰填谷”与民用的建筑及空调的节能领域制造出各种提高能源利用率的设施。同时由于在相变的过程中，温度的几乎恒定，因此也可以用于调节周围环境的温度，并且可以反复使用。由于相变材料的应用十分广泛，它已成为人们日益重视的新型材料。相变储能材料根据相变形式、相变过程主要分为固固相变、固液相变储能材料。按相变温度范围分为高温、中温、低温储能材料。通常相变储能材料是由多组分组成的，包括主储热剂，变相点调整剂、防过冷剂、防相分离剂、相变促进剂等。固固相变储能材料目前开发的固固相变储能材料中，多元醇在实际应用中较多。这类相变材料主要有PE、PG、NPG等。低温时他们具有高对称的
3、层状体心结构，同层分子以范德华力连接，层与层直接由OH形成氢键连接，当达到固固相变时，将变为低对称的面心结构，同时氢键会发生断裂，分子发生由晶态变为无定形态的转变，放出氢键的能量。若温度继续升高，则转化为液态，但是要发生固液相变所须温度很高，所以发生固固相变后仍温度仍有很高的上升幅度而不至于发生固液相变。所以在储热的过程中体积变化很小，对封装的技术要求不是很高，固固相变的热较大，大小与分子中含的羟基数目有关，分子中的羟基数目越多，则相变过程中的焓变越大。几种多元醇的相变温度和相变热见下表：表1名称PEPGNPG分子中羟基数目432相变温度/相变焓J/g熔点/多元醇的相变温度较大，所以限制了其使
4、用性，只有增大相变稳定范围，满足各种情况下对储热温度的要求才能让其有是用性。为了达到这个要求可以将多元醇的两种或三种按不同比例混合，调节相变温度。不同种类和不同比例的多元醇的混合体系其相变温度和焓变有较大变化，其中加入TMP所形成的PETMP体系最为好。多元醇二元体系的转变温度和转变焓见下表：表2组分PEPETMPENGPPE%50PEPE5072相变温度相变焓KJ/mol多元醇相变材料有使用寿命长、相变焓大、无液相产生、体积变化小等优点。固液相变储能材料目前固液相变储能材料比固固相变储能材料更成熟，主要有无机水合盐和有机物。无机储能材料无机水和盐有较大的溶解热和固定的熔点，是低中温相变中的重
5、要材料，主要有结晶水和盐、熔融盐、金属和金属合金等。使用较多的主要有碱及碱土金属卤化物、硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐、醋酸盐等。但是这类材料易出现“相分离”和“过冷”的现象。“相分离”现象是指多次反复使用后，材料中的盐和水分离，有部分盐步溶于结晶水而沉在底部，形成分离现象，导致储能能力下降，缩短了使用周期。如果加入增稠剂和晶体结构改变剂后就能解决该问题。“过冷”现象是指物质到达冷凝点并不结晶而是要到冷凝点一下才会发生，这样会导致相变温度发生变化。要防止“过冷”现象常选用过冷倾向、熔点比相变材料略高、组成与性质接近相变材料的化合物。常用无机水和盐相变材料见下表：表4相变材料硫酸钠熔点/熔解热J
6、/g防过冷剂硼砂防相分离剂高吸水树脂十二烷基苯磺酸钠醋酸钠Zn(OAc)2Pb2氯化钙29180BaSCaSO4磷酸氢二钠35205硼砂、石墨明胶、树胶阴离子表面活性剂二氧化硅、膨润土、聚乙烯醇聚丙烯酰胺为了适合应用要求，需加入柔软剂如硅酸钠、甘油等；为调节相变温度可以采用混合相变材料。有机储能材料有机相变储能材料常有高级脂肪烃类、醇类、芳香烃类、多羟基碳酸类等。另有高分子类、聚烯烃类、聚烯醇类、聚烯酸类。其中典型的有尿素、CFC、PE、PEG、PMA、PA等。一般说来同系有机物的相变温度和相变焓会随着碳链的增加而增大，这样就可以得到具有一系列的相变温度储能材料，但是随着碳链的增加，温度的变化
7、值会逐渐减小。由于高分子化合物类的相变材料是具有不同分子量的混合物组成的，并且由于分子链较长，结晶并不完全，因此它的相变过程有个熔融温度范围。有机相变储能材料有固体成型好、不易发生“相分离”和”过冷”的现象，腐蚀性小、性能稳定等优点。目前，为了克服固液相变储能材料流动性的缺点，出先了很多形状稳定的固液相变材料。即在相变过程中，外形可以保持固态，而不流动。这类材料主要是在有机物中加入高分子树脂类，如聚乙烯、聚苯乙烯等。结论及展望：如果在水泥中加入这些材料，这样的水凝就能在建筑中有很大的前景，因为它可以合理的利用太阳能，在外面温度高的时候可以将能量储存起来，到温度低的夜晚将能量释放，保证室内的温度
8、稳定，使室内更加舒适，同时可以减少空调的使用，减少大气污染。但是如何保证材料能够长期使用是一个很重要的问题包括循环使用过程中的性能退化问题，相变材料从机体中泄漏等。如果能够合理解决，这种水泥在市场上会有佷大的竞争力。随着人们生活水平的提高，人们对周围环境的要求也会越来越高，对环境保护、节约能源、减少污染的要求也会逐渐提高，多以对储能技术的需要也会更强烈。这样必然会是储能技术更快的发展。因此，在不久的将来，储能材料会有很大的市场，会获得更为广泛的应用。参考文献：1薛平，李建立，孙国林，韩晋民.储能调温新型材料在建筑领域的应用研究.材料导报，XX年5月5期2马烽，王晓燕，程立媛.癸酸-月桂酸/膨胀
9、石墨相变储能材料的制备及性能研究.功能材料报，XX年S1期3杨玉山，董发勤，甘四洋.相变储能混凝土的研究.功能材料报，XX年2期4施韬，孙伟，王倩楠.潜热储能石膏基建筑材料的制备及其储热行为研究.功能材料报，XX年6月34期5马宝国，塞守卫，金磊，张琴.无机/相变定型储能材料的制备研究进展.材料导报，XX年12期6周盾白，周子鹄，贾德民.机相变材料制备技术的研究进展.材料导报，XX年15期7陈爱英，汪学英，曹学增.相变储能材料的研究进展与应用.材料导报，XX年5期8樊耀峰，张兴祥.有机固-固相变材料的研究进展.材料导报，XX年7期9黄金，张仁元，伍彬.复合相变储能材料制备工艺对其浸渗率和相对密
10、度的影响.材料科学与工程学报，XX年5期10张仁元，孙建强，柯秀芳，周晓霞.Al-Si合金的储热性能.材料研究学报，XX年2期11张东，周剑敏，吴科如，李宗津.颗粒型相变储能复合材料.材料研究学报，XX年5期12赵建国，郭全贵，高晓晴，魏兴海，史景利，要立中，刘朗.石蜡/膨胀石墨相变储能复合材料的研制.新型炭材料，XX年2期13史巍，张雄.相变储能大体积混凝土的控温性能.同济大学学报，XX年4期14缪春燕，褚晓东，姚有为，唐国翌，翁端.复合固液相变储能微球的制备.功能材料，XX年10期15马烽，王晓燕，李飞，陈明辉.定形相变储能建筑材料的制备与热性能研究.材料工程，XX年6期16施韬，孙伟.相
11、变储能建筑材料的应用技术进展.硅酸盐学报，XX年7期17梁辰，闫全英，张林，李国栋.墙体储能用定形相变石蜡储热性能的实验研究.太阳能学报，XX年12期20刘成楼.相变储能材料在抗裂抹面砂浆中的应用研究.新型材料建筑报，XX年7期21张焘，曾亮，张东.膨胀石墨、石墨烯改善无机盐相变材料热物性能.无机盐工业，XX年5期22周晓明.PEG/PVA高分子固-固相变储能材料的制备.合成树脂及塑料，XX年3期23顾晓华，西鹏，牛淑青，高芬.一种新型固-固相变储能材料的制备及其表征.中山大学学报XX年Z2期24赵建国，郭全贵，刘朗，鲍居宇，王海青，王闯.膨胀石墨基相变储能材料的研究.现代化工，XX年Z1期2
12、5宋晓庆，姜猛进，叶光斗，李守群，徐建军.石蜡/聚乙烯醇相变储能纤维的制备与表征.复合材料学报，XX年1期26马保国，蹇守卫，金磊，穆松，张琴.无机/相变定型储能材料的制备研究进展.材料导报，XX年12期27付英，曾令可，王慧，刘艳春.相变储能材料在工业余热回收领域的应用研究进展.工业炉，XX年5期28王昭俊.相变储能墙体材料传热理论与应用研究综述.暖通空调，XX年11期30张永娟，张雄，郑雯，张耀忠.复合相变纳米组件用于大体积混凝土控温研究.同济大学学报(自然科学版),XX年9期31孙建强，张仁元.金属相变储能与技术的研究与发展.材料导报.，XX年8期32尚燕，张雄.储能新技术-相变储能.上
13、海建材，XX年6期33李玉红，焦庆影，夏定国，于志辉.常低温相变储热材料的研究和应用.化学教育，XX年10期34粟劲苍，刘朋生.具有储能功能的聚氨酯固-固相变材料的研究.华东理工大学学报,XX年2期35粟劲苍，刘朋生.高分子固-固相变储能材料的研究与应用.合成树脂及塑料，XX年2期36顾晓华，西鹏，刘朝辉，贾永堂，沈新元.聚氨酯固-固相变储能材料的研究.中山大学学报，XX年Z1期37赵建国，郭全贵，刘朗，鲍居宇，王海青，王闯.膨胀石墨基相变储能材料的研究.现代化工，XX年Z1期38闫全英，王威.在储能过程中多元醇类相变材料挥发性的实验研究.材料导报，XX年z2期39王艳秋，张恒中，朱秀林.(P
14、EG1+PEG2)/PET共混固固相变材料中PEG共晶现象的HarbinInstituteofTechnology相变储能材料课程名称：院系：班级：设计者：学号：完成时间：哈尔滨工业大学摘要：相变储能材料是利用在相变过程中对外界环境的热交换，从而将能量以相变的形式储存下来，由于相变潜热的额度比显热要大的多，从而可以拥有很大的储能密度，本文将对相变储能进行说明并简要介绍现在主流的集中相变储能材料制备方法以及相变储能材料的实际应用。关键字：PCMs；相变潜热；相变储能一、简述相变材料是指在一定条件下能够发生物理状态(固-液、液-气、固-气、固-固等)改变的材料，以环境与体系的温度差，或者光、电场、
15、磁场、化学能等为驱动力，实现热能的吸收和释放功能或形状记忆恢复功能记录功能等，并且在相变过程中，材料的化学性能不变，温度可以发生微小变化。而作为储能相变材料，其应该满足的主要条件有:适宜的相变温度；足够大的相变焓；性能稳定，能够反复使用；相变时的膨胀收缩率小；导热性能好，相变速度快；相变可逆性好；过冷度小；原料价廉易得等。二、PCM材料的主要参数衡量一个相变储能材料的指标主要包括以下几个方面：1.相变温度相变温度可以通过DSC热分析得到，以石蜡为例，大致在30摄氏度和50摄氏度出现两个峰，其中30摄氏度峰对应物质的晶形变化，是固-固相变；50摄氏度峰对应物体的固-液相变，此峰峰值较大，表面此温度相变有大量的潜热储存或释放。相
