[发明专利]膨胀石墨基水合盐复合固-固相变储能材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合相变储能材料，特别是一种膨胀石墨基无机水合盐复合固-固相变储能材料的制备方法，属于无机复合材料领域。

背景技术

由于能源价格的上涨，化石能源枯竭的风险，开发可再生资源及加强余热的回收利用势在必行，然而这类资源大多能流密度低而且不稳定，比如太阳能、风能。因此，必需进行能量的存储，把暂时不用的能源存储起来，待需要时在释放出来。

目前储能方式主要有显热储能、化学储能和相变储能，显热储能是利用材料的温度升高进行储能，如热水，砂石等，具有应用历史最久，最经济等优点，但存在储能密度低，质量、体积大，温度变化大等缺点；化学储能依靠可逆化学反应进行储能，具有储能密度大，但技术难度大，投资费用高。相变储能是利用相变储能材料的物相变化进行储能，储能密度较高，经济适用，温度恒定等优点，因此成为近年来储能研究的热点。相变储能材料是相变储能的核心，相变储能材料可分为有机相变储能材料和无机相变储能材料：有机相变储能材料导热率低，储/放热功率小，相变积变化大等问题。无机相变储能材料具有热导率高，相变潜热较大，材料易得，价格低廉等优点，其主要包括熔融盐类﹑无机水合盐类、金属及其合金类。

其中最典型的是无机水合盐类，它具有较大的相变潜热和较高的体储热密度及固定的熔点，代表性物质有：六水氯化钙（CaCl₂·6H₂O）、十水硫酸钠（Na₂SO₄·10H₂O）、十二水磷酸氢二钠（Na₂HPO₄·H₂O）、五水硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃·5H₂O）、三水乙酸钠（CH₃COONa·3H₂O）、八水氢氧化钡（Ba(OH)₂·H₂O）等。结晶水合盐类一般为中性，具有价格便宜、相变潜热大、材料易得、导热系数大等优点，是中﹑低温相变材料的重要一类。但它们存在过冷和相分离现象，经过大量的研究，目前这些问题在一定程度上的得到了解决。目前通过增加成核剂可以解决部分过冷现象；增加粘稠剂或晶体结构改变剂，或者采用薄层结构的容器盛装相变材料都可部分解决相分离问题，进一步减少泄露，减少相变材料的流失和污染环境。

多孔碳材料膨胀石墨（Expanded graphite；简写EG，下同）和石墨泡沫（Graphite Foam；简写GF，下同）是的一种疏松多孔状物质，具有大量的网络状微孔结构，它的大比表面积和高表面活性，使其具有良好的吸附性。因其在结构上仍由石墨微晶组成，保留了石墨良好的导热性能，利用膨胀石墨封装无机水合盐，其良好的吸附性能对无机水合盐相变材料进行吸附封装，防止了相分离和泄露的发生，同时膨胀石墨还为水合盐提供外源成核剂的作用，减少分子间自由程，降低其过冷度，同时其良好的导热性可以改善无机水合盐的储热和释热效率，因而膨胀石墨可成为无机水合盐类相变材料的良好封装材料。从而克服单一无机水和的过冷和相分离难题，同时增大其热导率，同时又可以改善相变材料的应用效果及拓展其应用范围。

发明内容

本发明提供了一种石墨泡沫（GF）或膨胀石墨（EG）/无机水合盐复合固-固相变储能材料的制备方法，既解决无机水合盐的相分离和过冷问题又提高相变储能材料的导热性能，实现无机水合盐相变储能材料无相分离、过冷度小，导热性能增强、稳定性提升的目的。

本发明采用以下技术方案实现：