相變儲能材料課件

相變儲能材料材料學院鄒美帥相變儲能材料材料學院相變儲能技術(shù)當今能源已經(jīng)從主要依賴化石燃料緩慢而穩(wěn)步地向著能源多元化的方向發(fā)展，特別是自然能源的擴大利用。儲能：又稱蓄能，是指使能量轉(zhuǎn)化為在自然條件比較穩(wěn)定的存在形態(tài)的過程。儲存形態(tài)：機械儲能、化學儲能、電磁儲能、風能儲存、水能儲存。無論在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，能量儲存非常重要。近年來能源科學和材料科學領(lǐng)域中十分活躍的前沿研究方向。相變儲能技術(shù)當今能源已經(jīng)從相變儲能技術(shù)儲能技術(shù)有廣泛的用途：（1）防止能量品質(zhì)的自動惡化；（2）改善能源轉(zhuǎn)換過程的性能；（3）方便經(jīng)濟的使用能量；（4）降低污染、保護環(huán)境。儲能技術(shù)中應用最廣是：

（1）電能儲存；（2）太陽能儲存；（3）余熱的儲存儲能系統(tǒng)本身并不節(jié)約能源，能夠提高能源利用體系的效率，促進新能源如太陽能和風能的發(fā)展相變儲能技術(shù)儲能技術(shù)相變材料相變儲能技術(shù)是以相變儲能材料為基礎的高新技術(shù);相變材料屬于能源材料的范疇;是指能在特定溫度(相變溫度)下發(fā)生物相變化的材料，材料的分子排列在有序與無序之間迅速轉(zhuǎn)變，同時伴隨著吸收或釋放熱能的現(xiàn)象來儲存或放出熱量，進而調(diào)整、控制工作源或材料周圍環(huán)境溫度，以實現(xiàn)其特定的應用功能。相變儲能具有儲能密度高、體積小巧、溫度近似恒定、節(jié)能效果顯著、相變溫度適宜、易于控制等優(yōu)點。相變材料相變儲能技術(shù)是2相變儲能材料相變儲能材料的分類常見的方式主要有兩類：（1）按相變儲能材料的科學屬性分類，分為:

無機類、有機類和復合類。（2）按材料的相變行為或相變性質(zhì)分類。分為:

固一液相變、固一固相變、固一氣相變和液一氣相變儲能材料。

本章主要討論固-液相變和固-固相變材料2相變儲能材料相變儲能

2.1固一液相變儲能材料

固一液相變儲能材料是研究相對成熟的一類相變儲能材料。其原理：固一液相變儲能材料在溫度高于材料的相變溫度時，吸收熱量，物相由固態(tài)變成液態(tài)；當溫度下降至低于相變溫度時，物相由液態(tài)變成固態(tài)，放出熱量。

2.1固一液相變儲能材料

固一液相變儲能材料是研究相對成固-液相變儲能材料該過程為可逆過程此類相變儲能材料：成本低、相變潛熱大、相變溫度范圍較寬等優(yōu)點。目前國內(nèi)外研制的固一液相變儲能材料主要包括無機類和有機類兩種固-液相變儲能材料該過程為可逆過固-液相變儲能材料-無機類無機相變儲能材料包括結(jié)晶水合鹽、熔融鹽、金屬合金和其他無機物。應用最廣泛的是結(jié)晶水合鹽。其可供選擇的熔點范圍較寬，從幾攝氏度到一百多攝氏度，是中溫相變儲能材料中最重要的一類。使用較多的主要是堿及堿土金屬的鹵化物、硝酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽及醋酸鹽等。固-液相變儲能材料-無機類無機相變儲能固-液相變儲能材料-有機類這類相變儲能材料常用的有石蠟、烷烴、脂肪酸或鹽類、醇類等高分子類有聚烯烴類、聚多元醇類、聚烯醇類、以及其他的一些高分子。其中典型的有尿素、硬脂酸、CnH2n+2、CnH2n、聚乙二醇等。有機相變儲能材料復合形成二元或多元相變儲能材料。固-液相變儲能材料-有機類這類相變儲能材料常用的有石蠟、烷2.1固一液相變儲能材料固一液相變儲能材料是目前應用最為廣泛的相變儲能材料:(1)較小的溫度范圍內(nèi)發(fā)生相變;(2)潛熱也比較大;(3)體積變化相對較小，相變過程中有液相產(chǎn)生，具有一定的流動性，因此必須有容器盛裝且容器必須密封，以防止泄漏、腐蝕或污染環(huán)境,很大程度上束縛了固一液相變儲能材料在實際中的應用。2.1固一液相變儲能材料固一液相變儲能材料是目前應用最為廣

2.2固一固相變儲能材料

固一固相變儲能材料

相變發(fā)生前后材料的晶體結(jié)構(gòu)從一種結(jié)晶形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硗庖环N結(jié)晶形式從而吸收或釋放熱量。相變過程中無液相產(chǎn)生，相變前后體積變化小，無毒、無腐蝕，對容器的材料和制作技術(shù)要求不高，過冷度小，使用壽命長，是一類很有應用前景的儲能材料。目前研究的固一固相變儲能材料主要有無機鹽類、多元醇類和交聯(lián)高密度聚乙烯。

2.2固一固相變儲能材料

固一固相變儲能材料

2.2固一固相變儲能材料

l)無機鹽類該類相變儲能材料主要是的相變溫度較高利用固體狀態(tài)下不同種晶型的轉(zhuǎn)變進行吸熱和放熱，通常他們，適用于高溫范圍內(nèi)的儲能和控溫。目前實際應用的主要是層狀鈣鈦礦、Li2SO4、KHF2等物質(zhì)。

2.2固一固相變儲能材料

l)無機鹽類

2.2固一固相變儲能材料

2)多元醇類一種新型理想的太陽能儲能材料，日益受到重視。多元醇類相變儲能材料主要有：季戊四醇(PE)、新戊二醇(NPG)、2一氨基一2一甲基一1，3一丙二醇(AMP)、三羥甲基乙烷、三羥甲基氨基甲烷等，該類相變儲能材料的相變溫度較高，適合于中、高溫的儲能應用。

2.2固一固相變儲能材料

2)多元醇類2.2固一固相變儲能材料3)交聯(lián)高密度聚乙烯高密度聚乙烯的熔點一般都在125℃以上，但通常在100℃以上使用時會軟化。經(jīng)過輻射交聯(lián)或化學交聯(lián)之后，其軟化點可提高到150℃以上。這種材料的使用壽命長、性能穩(wěn)定、無過冷和層析現(xiàn)象、力學性能較好、便于加工成形，是真正意義上的固一固相變儲能材料，具有較大的應用價值。2.2固一固相變儲能材料3)交聯(lián)高密度聚乙烯3儲能材料的遴選原則高儲能密度相變溫度相變過程導熱性穩(wěn)定性密度壓力化學性能體積變化過冷度3儲能材料的遴選原則高儲能密度

相變儲能材料的應用相變儲能材料的應用相變材料的應用在太陽能供暖系統(tǒng)上的應用在工業(yè)加熱過程的應用在紡織行業(yè)的應用在建筑領(lǐng)域的應用相變材料的應用在太陽能供暖系統(tǒng)上的應用7未來相變材料的研究方向研制出系列相變溫度的固-固相變材料改善相變材料的導熱性能和相變速