[发明专利]超导热复合相变储能材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种储能材料，特别涉及一种复合固液相变储能材料。

背景技术

目前，可作为相变储能材料的种类较多，常见的有无机盐类和有机类等。而有机类相变材料虽然相变温度较无机盐类相变材料低，但其相转变焓较小、导热性能较差、储能效率不高，易挥发、易吸潮，腐蚀性大，而且因存在过冷及相分离现象在相转变时有液态出现，必须要有容器盛装，这些都限制了其在实际中的广泛使用。为克服现有相变储能材料存在的上述问题，近年来，开始出现一类新型的定形相变材料，即选择一种熔点较高的材料为基体，将相变材料分散其中，构成复合定形相变储能材料。这种材料在发生相变时，由于基体材料的支撑作用，虽然相变材料由固态转变为液态，但整个复合相变材料仍然维持在原固体状态。基体与相变材料的选择，以及相变储能材料与基体的结合方法是制备高性能复合定形相变储能材料的关键。目前基体所用材料是以熔点较高的无机物或高分子材料为主，相变材料与基体的结合方法主要有胶囊化技术、大表面积微孔吸附以及高聚物交联等。例如：以高密度聚乙烯(HDPE)为基体，石蜡为相变材料构成的新型复合定形相变材料。其制备方法是：首先将这两种材料在高于它们熔点的温度下共混溶，然后降温，HDPE首先凝固，此时仍然呈液态的石蜡则被束缚在凝固的HDPE所形成的空间中，也有报道采用胶囊化技术将相变材料封装在高分子材料形成的壳体内制成相变材料微粒。由以上方法制备出的复合材料都用高分子材料做基体，存在导热系数低的缺点，同时相变材料在发生固液相变时，由于体积变化，长时间运行时将会导致高分子材料的破裂。

目前，固液相变材料虽然具有来源丰富、价格低廉、使用相对比较方便、储能密度高等优点，但其在实际中的应用受到了一定的限制，这主要是因为：一方面固液相变材料在使用时需要特殊的容器；另一方面无机化合物类的固液相变材料容易产生过冷、相分离等现象；有机化合物类的固液相变材料的热传导性能较差，且具有可燃性等。

虽然近年有用连续多孔性无机金属材料做基体，如在泡沫镍或泡沫铁充入相变储能材料，再用树脂将基体孔隙的外表面封堵，但因其孔径小而不能填充较多的相变储能材料和导热性差的树脂造成热交换率低的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种超导热复合相变储能材料，要解决的技术问题是提高固液复合相变储能材料中相变材料的含量、导热率。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

本发明的超导热复合相变储能材料，包括相变储能材料，所述相变储能材料均匀分布在多孔体的泡沫铝的孔隙中，在所述孔隙的外表面上涂有一层导热密封材料。

所述相变储能材料为固液相变储能材料。

所述固液相变储能材料为混合有石墨粉和无机盐粉的高潜热石蜡。

所述导热密封材料为石墨涂层。

所述相变储能材料中添加有表面活性剂。

所述表面活性剂为乙二醇、CMC或十八烷基苯磺酸。

所述相变储能材料中添加有缓蚀剂。

所述缓蚀剂为硫脲、吐温、多聚糖类、多聚磷酸盐或有机硅烷。

所述相变储能材料中添加有稳定剂。

所述稳定剂为聚乙烯醇、淀粉、明胶或琼脂。

与现有技术相比，本发明采用无机金属多孔连续材料泡沫铝作为基体，将石蜡熔融液中加入石墨粉，再用加有粘合剂的石墨涂层封孔，从而使由该结构构成的定形固-液相变储能材料，不仅因泡沫铝中的孔大且多使其储能多，而且因在石蜡材料中加入石墨粉及石墨封孔层而使本发明导热率高。

附图说明

图1为本发明的制备方法示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明是在多孔体泡沫铝的孔隙中填充固液相变储能材料，然后在填充有相变储能材料的泡沫铝中孔隙与外界环境接触的外表面上涂有一层导热密封材料，由此构成以泡沫铝为基体、以相变储能材料为热能转换材料的复合型固液相变储能材料。

本发明所用固液相变储能材料为混合有石墨粉和无机盐粉(如NaCI和MgCI2的混合体或者Na₃CO₃-BaCO₃/MgO的混合体)的高潜热石蜡。

本发明所用的导热密封材料为石墨涂层，相对于树脂而言，石墨涂层有良好的导热性。

所述固液相变储能材料中可以添加一定的表面活性剂作为分散剂以增加固液相变储能材料在泡沫铝中的分布性能，所述表面活性剂可以是乙二醇、CMC或十八烷基苯磺酸等。