无机盐/海泡石纤维相变储能材料的研究

【摘要】：作为新型清洁能源的太阳能,现在更多的受到人们关注与科研工作者的重视。由于太阳能具有时间性和季节性,所以需要储能材料对太阳能进行储存,并在短缺的时候进行释放。与显热等其他储能方式相比,相变材料具有其独特的优势,无机盐类相变材料,由于储热密度大,导热性能良好等优点,被广泛应用在中、低温相变储能领域。其中,由于相变温度适宜,无机相变材料三水醋酸钠成为太阳能储能领域重点的研究对象,但存在“过冷”和“相分离”等问题,热稳定性较差,需要进行优化与改良,才能进行实际的应用。首先在三水醋酸钠体系中添加不同种类的成核剂,利用步冷曲线的实验方法,对体系温度变化趋势进行测量,对比出最佳成核剂种类及用量,稳定其相变反应温度及过冷度。然后,通过对亚甲基蓝溶液吸附率的测量等实验,选取最佳的酸改性与热改性方法,对矿产丰富的海泡石纤维进行优化改性,达到扩大其孔容,增加吸附率,封装更多相变材料的目的。利用熔融浸渗法,将加入成核剂的三水醋酸钠体系与优化后的海泡石纤维进行复合,制得醋酸钠/海泡石纤维相变储能材料。最后使用扫描电子显微镜、同步热分析仪等设备,利用多次熔化-冷却循环实验的方法,对其进行微观结构、相变温度、过冷度、热重变化、差示扫描量热值以及老化程度进行分析,综合理论研究,对三水醋酸钠复合相变体系进行筛选。研究结果表明,对于三水醋酸钠体系,成核剂磷酸氢二钠的成核效果最好,添加量为2%时最合适。与固液比为1:20的0.6mol/L盐酸混合,反应6h后的改性海泡石纤维,再经过400℃高温热活化2h为最佳封装材料。综合分析,经改性的海泡石纤维与加入成核剂的相变材料质量比为2:3时,复合相变体系效果最佳。
【关键词】：相变储能 海泡石纤维 三水醋酸钠 过冷 相分离
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB34