[发明专利]高温蓄热材料及其制备方法和复合材料及其应用以及高温蓄热装置

说明书

本发明涉及功能材料领域，公开了一种高温蓄热材料及其制备方法和复合材料及其应用以及高温蓄热装置。其中，该方法包括：(1)将碳质粘结剂、碳质导热组分和无机添加剂进行混合；(2)将步骤(1)得到的混合物料进行模压；(3)将步骤(2)得到的模压块体进行高温热处理。该高温蓄热材料同时具有高热导率、高密度和高比热以及优良的高温稳定性，能够适应于更高的使用温度，以及具有更快的升温速度。

技术领域

本发明涉及功能材料领域，具体涉及一种高温蓄热材料及其制备方法和复合材料及其应用以及高温蓄热装置。

背景技术

蓄热材料就是一种能够储存热能的新型化学材料。它在特定的温度例如相变温度下发生物相变化，并伴随着吸收或放出热量，可用来控制周围环境的温度，或用以储存热能。它把热量或冷量储存起来，在需要时再把它释放出来，从而提高了能源的利用率。

现有的蓄热材料包括：无机陶瓷类材料，例如镁砂、石英；熔盐类材料，例如硝酸盐、氯化盐；有机类材料，例如石蜡等；但是，现有技术中的这些材料的热导率及高温稳定性都存在明显的缺陷。

CN109320212A公开了一种相变储热材料、相变储热砖及其制备方法，其中，该储热材料热导率仅为2.3W/(m·K)。

CN109181655A公开了一种用于中高温储热的铁矿石热物性强化的配方和制备方法，其中，该储热材料热导率仅有7.2W/(m·K)。

当储热温度时由于材料的热导率低，造成材料的温度梯度大，长期使用容易造成材料的开裂甚至粉化。另一方面较低的热导率降低了系统的储热及释热速度，降低了系统效率。

因此，研究和开发一种具有优良的热导率及高温稳定性的高温蓄热材料具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的蓄热材料的热导率低以及高温稳定性差的缺陷问题，提供一种高温蓄热材料及其制备方法和复合材料及其应用以及高温蓄热装置，该高温蓄热材料同时具有高的热导率、高的密度和高的比热以及优良的高温稳定性，能够适应于更高的使用温度，以及具有更快的升温速度。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种高温蓄热材料的制备方法，其中，所述方法包括：

(1)将碳质粘结剂、碳质导热组分和无机添加剂进行混合；

(2)将经步骤(1)得到的混合物进行模压；

(3)将经步骤(2)后模压成的块体进行高温热处理。

本发明第二方面提供了一种由前述所述的方法制备得到的高温蓄热材料。

本发明第三方面提供了一种复合材料，其中，该复合材料为将熔盐的熔体渗入到多孔材料的缝隙中进行复合而得到的，其中，所述多孔材料为将前述所述的高温蓄热材料经过物理加工而得到的。

本发明第四方面提供了前述所述的高温蓄热材料或复合材料在能量存储装置上的应用。

本发明第五方面提供了一种高温蓄热装置，其中，所述高温蓄热装置包括加热体1、蓄热体3、换热器4和气体泵5，其中，加热体1将气体加热并与蓄热体3接触后进入换热器4中，在换热器4中交换热量后的冷气体通过气体泵5进入加热体1中，重复循环；其中，所述蓄热体含有前述所述的高温蓄热材料或者前述所述的复合材料。

通过上述技术方案，本发明将碳质粘结剂、碳质导热组分和无机添加剂进行球磨混合，将得到的混合物破碎成颗粒并进行模压，以及将得到的模压块体进行高温热处理，得到高温蓄热材料，该高温蓄热材料具有高的热导率以及优良的高温稳定性，能够适应于更高的使用温度，以及具有更快的升温速度。

附图说明

图1是实施例1制备的高温蓄热材料以及对比例4采用的储热材料的换热效果示意图；