本文研制开发了一种廉价且可以大规模生产的高温颗粒状复合定型相变储热材料。该材料以钠基膨润土为基体，混合硝酸盐为固-液相变储热材料，通过熔融插层法将硝酸盐嵌入到在钠基膨润土的纳米层间内，从而制备出膨润土/混合硝酸盐纳米复合相变蓄热材料。结合实验研究探讨了制备该复合相变蓄热材料的影响因素和实验条件，并采用差示扫描量热分析仪、扫描电子显微镜、硅漂移探测器能谱仪、同步热分析仪等多种分析测试手段对材料的结构和储热性能进行表征。结果表明制备的复合储热材料颗粒具有很好的结构与性能稳定性，蓄热能力较好，固-液相变过程中无泄露等优点。本文还提出一种新型的使用上述颗粒定型复合储热材料的热管式高温相变储热器。在设计的储热器的“相变”概念中，并非指储热器内部相变材料以固-液相变方式储放热，而是特指储热材料与热源/冷源间以换热工质汽-液相变的方式换热。这种类似于并优于热管的中间介质相变换热方式，摆脱了储热材料低导热系数的束缚，使得储热器的储/放热性能极其出色。本文在理论分析相变储热器加热时间、各部分功率分配、颗粒定形相变材料内外温差、蒸汽与颗粒温差的基础上，以萘为中间换热介质、采用电加热的方式搭建实验台对复合相变储热材料及热管式相变换热器性能进行了实验研究。理论分析及实验结果表明，新型储热材料经过多次循环使用后储热性能基本不变，具备良好的热稳定性；热管式相变储热器具备良好的储热和换热性能，所设计的相变储热器储热性能不再受相变材料低导热系数的制约，颗粒相变材料能够迅速完成吸热，在主要工作温度阶段相变材料与换热介质的温差只有3℃左右，放热性能良好。