无机相变材料具有高储热能力和高能量密度,但化学稳定性较差。有机相变材料成本低,易获得,化学稳定性较好,但导热性较差,所以需要提高其导热系数以满足快速储能的要求。
相变材料的技术原理是利用物质的相变过程来进行储放热。具体来说,物质有固、液、气三相,物质由一种状态(相)变为另一种状态(相)会吸收或者释放能量,且该过程中温度不变,吸收或者释放的热量,学术上定义为相变潜热。
工作机理
对于高分子相变复合材料来说,主要指标是导热系数和潜热。潜热,是指相变材料在等温等压情况下,从一个相变化到另一个相吸收或放出的热量。导热系数表示的是流体或物体与物体之间,单位时间单位面积上的传热量。
改进方法
通过共混法增加导热填料制备高分子基体中形成逾渗网络,提高相变材料导热系数。此法制备简单、运用广泛,但导热填料量增加会影响材料性能。金属泡沫、碳泡沫和陶瓷泡沫等方法利用网络泡沫结构提高导热性能,各具优点,可广泛应用于热能储存和太阳能集热器等领域。冷冻干燥法和自组装成型法等方法亦有潜力。
材料应用
PCM主要包括聚合物(聚乙二醇等)、有机小分子(石蜡、多元醇等)和无机小分子(水合盐等)有机固液相变材料(以石蜡为代表)具有潜热值高、相变温度适宜、毒性低、化学稳定性好等优点,相变材料(PCM) 被广泛应用于电池热管理、储能、建筑保温、废热利用、纺织、食品包装和医学等领域。
总结
高分子相变材料是一种新型的功能材料,其通过吸放热的反应实现热能的存储和释放。相比传统的热储存材料,高分子相变材料具有密度小、体积稳定、寿命
