[发明专利]一种钡基水合盐定形相变材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钡基水合盐定形相变材料及其制备方法，由以下质量百分比的原料组成：八水氢氧化钡88.0wt％‑96.0wt％，一水氢氧化钡1.0wt％，膨胀石墨1.0wt％‑9.0wt％，水2.0wt％，熔融状态下呈果冻状，以膨胀石墨为骨架且分层相隔，八水氢氧化钡均匀填充并吸附于孔隙层内。将八水氢氧化钡和一水氢氧化钡混合后于90℃恒温融化，与完全膨胀的膨胀石墨混合，加水，90℃恒温搅拌5min，密封后于90℃保温2min，重复上述恒温搅拌和密封保温过程直至混合物呈果冻状。本发明所得定形相变材料完全融化仍呈果冻状，不易发生流动性泄漏危险，在不影响材料固有性能基础上大大增加其工程实用性。

技术领域

本发明属于相变材料领域，具体涉及一种基于膨胀石墨的钡基水合盐定形相变材料及其制备方法，用于中低温蓄热领域。

背景技术

相变储能因为储能密度大、相变温度恒定以及相变材料广泛易得，被认为是一种非常有潜力的储能方式。在中低温蓄热领域中，水合盐相变储能材料是一类性能佳的材料，其中的八水氢氧化钡材料潜热最高、性能稳定，相变温度用于中低温自最为合适，但是此种材料在熔化状态下呈现强碱性，高温熔融状态下对一般金属容器比较容易造成较大腐蚀，以致泄漏，所以在工程应用中为避免造成水源或者中间介质的污染，应用较少。为了解决此问题，实际工程中一般会在容器内部添加化学涂层并且加大外壳壁厚，防止壁面腐蚀以后相变融化时的泄漏问题，可一定程度上解决此种材料的缺陷，但仍然治标不治本，没有从根源上解决泄漏问题：一方面涂层性能会随着装置的使用逐渐失去隔离效果，另一方面由于加厚容器造成装置重量大大增加，运输安置困难、成本增加。

发明内容

本发明的目的在于针对现有水合盐中低温蓄热工程应用时相比储能材料处于熔化状态易发生泄漏风险的问题，提供一种钡基水合盐定形相变材料及其制备方法，利用膨胀石墨将八水氢氧化钡制成钡基水合盐定形相变材料，完全融化仍呈果冻状物态，不会由于较强流动性发生泄漏危险，在不影响材料固有性能的基础上，大大增加材料的工程实用性。

本发明解决上述技术问题采用如下技术方案：

一种钡基水合盐定形相变材料(EG/Ba(OH)₂)，由以下质量百分比的原料组成：

所述膨胀石墨呈鱼鳞状；

所述钡基水合盐定形相变材料熔融状态下呈果冻状，以所述膨胀石墨为骨架且分层相隔，所述八水氢氧化钡均匀填充并吸附于孔隙层内。

优选地，所述钡基水合盐定形相变材料由以下质量百分比的原料组成：

本发明的上述原料中，一水氢氧化钡起到成核作用，为减小八水氢氧化钡本身的过冷缺陷，加水的目的在于防止解热过程中结晶水挥发过多导致性能下降。

上述钡基水合盐定形相变材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将膨胀石墨于800℃保温至完全膨胀；

(2)将八水氢氧化钡和一水氢氧化钡按质量配比充分混合后于90℃恒温融化；

(3)将步骤(2)中融化好的混合材料与步骤(1)中完全膨胀的膨胀石墨按质量配比混合，加水，并于90℃恒温搅拌5min，密封后于90℃保温2min，重复上述恒温搅拌和密封保温过程若干个循环，直至混合物呈果冻状，即得。

进一步，还包括将步骤(3)所得钡基水合盐定形相变材料进行油封的步骤；如加入包括石蜡和/或硅油的油脂防止长期放置于空气中变质。

上述钡基水合盐定形相变材料在中低温蓄热工程中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：