[发明专利]一种低温无机水合盐相变储能材料及其制备方法

说明书

本发明涉及相变材料领域，尤其涉及一种低温无机水合盐相变储能材料及其制备方法。质量百分比计的以下组分：黄原胶2～8％、无机水合盐76～90％、成核剂3～8％、导热增强剂1～4％、辅助添加剂1～4％。本发明的优点是：制备工艺简单，操作无安全隐患，成本低；制得低温相变储能材料防相分层作用强，彻底解决了相分离问题，有效延长了相变材料的使用寿命；调节储能材料相变温度为10～30℃，相变热焓值较高，导热性能好，相变可逆性好，无渗漏现象，材料体积膨胀率很小，热性能稳定。

技术领域

本发明涉及相变材料领域，尤其涉及一种低温无机水合盐相变储能材料及其制备方法。

背景技术

纵观全球，随着人类日益增长的物质、文化需求，其中对化石资源的消耗每年以爆炸式上升，化石资源日渐枯竭。在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。其中最重要的一个方面就是光热转换，利用相变材料吸收、释放热量，用于对环境温度进行缓冲调控，解决能量时空不匹配的问题，做到能源的循环可逆使用。

相变材料在高于相变温度时不断从环境吸收热量，同时发生融化现象，当外界环境降温，低于相变温度时，相变材料将存储的热量以相变热的形式释放到外界环境中，这个过程完成一次相变循环。相变材料将取之于环境的热量用之于环境，以“能量空间站”的形式，将热量适时进行存储与释放，解决能源、时间不匹配问题。同时，减缓环境温度波动起伏，维持周围环境温度相对稳定。

相变储能材料按照相态变化方式分为固-固、固-液、固-气、液-气相变，由于固-固相变传质、传热速度慢，会延迟并降低能量的存储与释放，含有气态变化的相变材料，对封装形式的要求较高，相变体系内部气压不稳，同时存在安全隐患，因此固-液相态变化的相变材料是应用价值最高的。相变储能材料分为有机、无机、混合类，有机相变储能材料导热系数小、单位体积存储热能小，价格相对较高，易挥发；单纯的无机类相变材料有着较大的过冷度、严重的腐蚀性，同时相分层明显。解决无机相变储能材料相分层问题，主要是添加防相分层剂，防相分层剂有：聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、活性白土、聚羧酸等，但依然无法完全解决无机相变材料相分层问题。相分层现象的存在，导致相变材料储热性能下降，使用寿命降低，限制了相变材料的应用范围。

发明内容

基于上述问题，本发明提供一种有效解决无机水合盐相变材料相分层问题，可以大幅提高其储热性能的低温无机水合盐相变储能材料及其制备方法。

一种低温无机水合盐相变储能材料，包括质量百分比计的以下组分：黄原胶2～8％、无机水合盐76～90％、成核剂3～8％、导热增强剂1～4％、辅助添加剂1～4％。

进一步，所述的黄原胶的为速溶高粘型黄原胶或速溶低粘型黄原胶或缓溶高粘型黄原胶或缓溶低粘型黄原胶中的任意一种。

其中，所述速溶高粘型黄原胶的粘度为1400～1800mP·s；所述速溶低粘型黄原胶粘度为200～600mP·s；所述缓溶高粘型黄原胶粘度为1400～1800mP·s；所述缓溶低粘型黄原胶粘度为200～600mP·s。

进一步，所述的无机水合盐为十水硫酸钠或六水氯化钙或三水乙酸钠或十二水磷酸二钠中的一种或任意几种。

进一步，所述的成核剂为Na₂B₄O₇·10H₂O或Li₂B₄O₇·10H₂O或(NH₄)2B₄O₇·10H₂O中的一种或任意几种。

进一步，所述的导热增强剂为活性炭粉或膨胀石墨或石墨烯或碳纳米管中的一种或任意几种。

进一步，所述的辅助添加剂为硼酸或六偏磷酸钠。