[发明专利]一种用于温差发电路面的隔温层材料、制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种用于温差发电路面的隔温层材料、制备方法及应用，该材料包括以下材料制成：基质沥青、辉绿岩集料、煅烧铝矾土颗粒、膨胀珍珠岩矿砂、膨胀蛭石颗粒、六钛酸钾晶须粉、硅酸铝纤维和高粘度沥青改性剂。该材料用于铺设温差发电路面的隔温层的应用。本发明的隔温层材料铺筑于温差发电路面的结构层中后，能够高效阻隔路表热量进一步向路面深度范围内的传导，使路面的热量集中于温差发电系统的热量收集区域内，有助于提升温差发电系统中路面的热量收集效率和温差发电效率。

技术领域

本发明属于路面材料领域，涉及隔温层材料，具体涉及一种用于温差发电路面的隔温层材料、制备方法及应用。

背景技术

沥青路面具有平整、舒适等优点，是目前公路与城市道路路面的主要类型。大约有90％以上的高速公路均采用沥青路面。在沥青路面中，沥青含量大约为4～6％(质量比)，黑色的沥青使得路面的颜色整体呈黑灰色，这种深色的沥青路面在太阳辐射的作用下容易吸热，一方面易造成路面的车辙病害，影响路面的使用性能与耐久性；另一方面，这种白天吸热夜间放热的路面材料也加重了城市热岛效应，使得城市温度比周边郊区高2～3℃，从而进一步恶化了城市环境以及带来能耗的额外增加。

为了缓解沥青路面的这种吸热特性带来的负面效应，同时合理的利用路面热量，通过热电转换将路面的热量转化为电能。例如：文献1(李锐铎，朱存贞，孙振阳，李小江.沥青混凝土路面发电降温系统室内试验研究[J].河南城建学院学报，2014,23(4)：34-38.)公开了一种沥青混凝土路面发电降温系统，具体公开的温差发电系统通过在室内采用碘钨灯照射模拟太阳辐射，并将24块半导体发电元件埋入沥青路面中，构建了路面温差发电装置，当温差发电片热端温度达到60℃时，获得了约1.4V的电压。文献2(胡甫才,朱顺敏,汪岸,熊盛光.沥青路面温差发电系统设计分析与试验研究[J].武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2014,38(4):834-838.)公开了一种沥青混凝土路面发电降温系统，具体公开的温差发电系统通过在室内采用沥青混合料试件内埋设铝片，并在铝片下方布设6块温差发电片和散热片，其构建的系统在温差发电片冷热端温差为20℃时达到约1V的电压。这种路面温差发电系统的基本原理是基于塞贝克(Seebeck)效应，通过温差发电片冷端与热端的温度差产生电压。

总体来看，现有的技术中通过路面温差发电装置与系统的布设获取了一定的电能，但总体转换效率偏低，这其中与路面能量的传导与收集效率相关。在城市道路中，沥青路面通常的厚度为10～15cm，路面在接受太阳辐射后，热量的传导路径从高温区向低温区，因此会沿着路面的深度方向向下传递，从而使得热量不能聚集在所需要的能量获取区域内，限制了温差发电系统中热端能量的获取效率。

因此，从路面材料的角度出发，提升其在温差发电系统中热量供给能力与效率，能够提高路面的温差发电效率，是本领域技术人员所关注的课题之一。

发明内容

针对目前在温差发电路面系统中路面热量传导的范围过广，热量不能集中于温差发电系统的能量收集区域内，导致温差发电系统中热端能量获取效率偏低，进而影响温差发电的效率等问题，本发明的目的在于，提供一种用于温差发电路面的隔温层材料、制备方法及应用，将隔温层材料布设在合理的路面层位，以高效阻隔路表热量进一步向路面深度范围内的传导，使路面的热量集中于温差发电系统的热量收集区域内，从而提升温差发电系统中路面的热量收集效率，进一步提高路面的温差发电效率。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种用于温差发电路面的隔温层材料，该材料包括以下材料制成：基质沥青、辉绿岩集料、煅烧铝矾土颗粒、膨胀珍珠岩矿砂、膨胀蛭石颗粒、六钛酸钾晶须粉、硅酸铝纤维和高粘度沥青改性剂。

本发明还具有如下区别技术特征：