科技成果

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成果名称: 中低温有机固-固相变材料的研究与开发

成果登记号: 9612018Y1047

第一完成单位: 陕西理工大学

联 系 人: 袁新强

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新材料

技术领域: 新材料及其应用

应用行业: 电力、热力、燃气及水生产和供应业

成果简介:

太阳能、风能等自然能源具有洁净、环保、再生的优点,能够有效地帮助我们改善能源问题。但受昼夜交叉和气候因素的影响,这些清洁能源在使用过程中具有不连续性,如何高效的利用这些自然资源是解决这类问题的关键。太阳能和一些余热、废热的利用是绿色循环经济发展的必然,但此类能源在使用过程中需要有储存介质,相变材料在相变过程中伴随着热量的吸收与释放,是很好的储能介质。中低温有机相变材料中使用较多的有聚乙二醇、高密度聚乙烯、石蜡和硬脂酸等,这类相变材料应用范围较广,在相变过程中,固相与液相之间相互转化,体积变化大,相变焓值高,结晶速率高,无过冷和析出现象,无毒无味,绿色环保,来源广泛。无论是从热性能、物理性能、化学性能还是从经济性考虑,有机相变材料都是一类具有较大发展空间的相变材料。

中低温有机相变材料,具有较高的相变焓,适宜的相变温度,但因其相变行为大多为固-液相变,应用受到很大限制,因此,改善中低温有机相变材料的宏观相变行为是本项目的一个出发点。设想:向中低温有机相变材料中加入一种具有吸附作用的支撑材料,制备出一种复合材料,在中低温有机相变材料发生相转变的过程中利用支撑材料的吸附作用约束其分子链的流动性,使其宏观表现为固体状态,即可大大改善中低温有机相变材料的宏观相变行为,拓宽其应用市场。

本项目针对上述问题,首先选择能改善其宏观相变性能的支撑材料,再选择能改善其导热性能的导热材料,有机材料聚乙二醇(PEG)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚乳酸(PLA)、石蜡和硬脂酸作为相变主材料,利用双辊研磨共混法和动态灌注混合法制备中低温有机固-固相变材料,既克服了现有制备方法的不足,同时又提高了相变材料的导热性能,还解决了材料之间的相容性、使用过程中的泄漏、变形及循环耐久性等问题,为实现中低温有机固-固相变储能材料工业化生产及应用提供合适的制备技术及方法。

本项目主要获得以下成果:(1)制备出多种适应于不同温度的相变材料,研制出新型制备设备(超声辅助真空实验设备);(2)发表论文6篇,其中SCI收录1篇,EI收录2篇;(3)申请发明专利5项,授权2项;授权实用新型专利2项。