[发明专利]一种电控复合相变材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种电控复合相变材料及其制备方法与应用。所述电控复合相变材料的制备方法为：将84～90份三水合醋酸钠、7～10份去离子水、1～7份膨胀石墨和0.5～1份增稠剂在水浴加热、搅拌处理的条件下制成电控复合相变材料；所述的应用包括：将电控复合相变材料装入由触发电极、试管和橡胶塞组成的电控相变单元中，再次加热并冷却至室温后即可电控触发释能。本发明所述电控复合材料在不改变材料原有稳定过冷、电控触发的基础上，增加了热导率，改善了相分离，从而拓宽了电控复合相变材料的应用范围。

技术领域

本发明属于相变储能材料领域，具体涉及一种电控复合相变材料及其制备方法与应用。

背景技术

能源的需求关系着人类社会可持续的发展，进入21世纪以来，随着传统能源领域面临了诸多困难，开发和利用新能源成为了最迫切的需求。通常，新能源包括太阳能、风能、地热能、生物质能等等。同时，储能和释能技术的发展，提高能源的有效利用也同样具有重大意义。

储存太阳能的方式有显热储能、潜热储能和化学方法储能三种，在相变储能技术是利用相变材料在相变过程中的吸热和放热来储存和释放能量，属于潜热储能，具有储能密度大、储能过程损耗小、温度稳定等特点。

相变材料按照组成成分来分类主要可以分为无机相变材料和有机相变材料两大类，其中无机水和盐相变材料由于其价格低廉、相变温度适中、相变潜热大，在许多领域中都有广泛的应用。同时也存在一些缺点，包括了过冷度大、热导率低、易产生相分离。

申请号为CN110173907A的中国发明专利申请提出一种可控相变材料包的制备方法和应用，这种可控相变材料包主要由相变材料和金属棒构成，处于过冷状态的相变材料不会自发结晶，需要通入1-2V的电压触发释能。然而由于三水合醋酸钠热导率低的原因，快速及时的家庭用热需求比较难得到满足，应用具有局限性。因此提供一种具有高热导率，但不改变稳定过冷、电控触发的复合相变材料，具有非常重要的意义。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种电控复合相变材料，该材料具有相变可控、过冷度大、无相分离且具有很好导热性能。

本发明的另一目的在于提供上述一种电控复合相变材料的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述一种电控复合相变材料的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种电控复合相变材料，由以下重量组分组成：

优选地，所述增稠剂为羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠和聚丙烯酸钠中的至少一种。

上述一种电控复合相变材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将三水合醋酸钠、去离子水倒入容器中，加热并搅拌均匀至完全溶解，得到过饱和相变储能溶液；

(2)将膨胀石墨、增稠剂加入到步骤(1)的过饱和相变储能溶液中，继续加热并搅拌处理，冷却至室温，得到所述电控复合相变材料。

优选地，步骤(1)和(2)所述加热的温度均为70～80℃，步骤(2)所述加热的时间为2～3h。

优选地，步骤(1)和(2)所述加热均采用水浴加热。

上述一种电控复合相变材料的应用。

所述一种电控复合相变材料的应用，包括以下步骤：

(1)金属棒经过表面处理后得到具有粗糙表面的金属棒，然后在粗糙金属棒表面嵌入相变材料晶体，得到触发电极；

(2)将处于加热融化状态的电控复合相变材料倒入电控相变单元中，再进行加热处理，冷却至室温；