在太阳能热利用中,作为响应可持续发展理念的新型储能材料,相变储热材料以其高储能密度、高焓值、无毒无害、价格低廉等优点成为新时代节能储热的优选材料。其中,无机水合盐相变储热材料的应用范围更为广泛。然而,此类材料的实际应用也受着各种缺陷的制约,其中最为突出的是过冷度。在短期储热中,需要尽可能地降低无机水合盐相变储能材料的过冷度,以提高其放热效率;在长期储热中,则需要探寻优化水合盐过冷稳定性的有效策略,使得水合盐能够在不利外界因素的干扰下依然稳定维持液态,避免自主结晶释放热能从而造成储能效率的降低。解决好这两大主要问题,可以为水合盐相变储能材料提供更多的可能性,创造更大的价值。本文针对过冷度在水合盐长期和短期应用中所引发的问题进行了探究与分析,并在维持长期过冷的基础上,对水合盐结晶放热的触发方式作出了进一步的创新。针对在短期储热时,水合盐自身较大的过冷度对其短期放热效率造成的不利影响,本文通过物理共混、熔融等方式,制备了气相二氧化硅-十二水磷酸氢二钠(FS/DHPD)复合相变材料。通过实验分析发现,FS的添加可在DHPD无机水合盐相变储热材料中形成三维网状结构,大大改善了水合盐的短期储热效果。在过冷度方面,含2wt%FS的FS/DHPD对过冷的抑制效果最为显著,将水合盐的过冷度降低了7.4℃,相比纯DHPD减小了54.8%。添加了2wt%FS的水合盐在热稳定性、减小过冷等各方面性能都较为均衡,相变焓值相对于纯DHPD并无明显减弱,是综合性能较好的复合相变材料,可作为潜在的储热材料进一步研究以及开发利用。针对在长期储热时,处于过冷态(液态)的水合盐极易受外界干扰(振动、低温)而自发结晶,从而导致热量损失的问题,本文首次开发了一种微观可视化探究容器内壁材料对水合盐过冷度影响的研究方法,以五水硫代硫酸钠水合盐为基础材料,通过对4类不同常见容器材料的表面能测定、水合盐液滴自由落体实验以及极端低温过冷实验等方式对容器表面自由能与水合盐过冷稳定性之间的关系作了进一步的研究探讨。实验表明,有着较低表面自由能的容器有益于维持水合盐更长久、更稳定的过冷。此外,吉布斯自由能理论不仅适用于固-液界面,同时也适用于气-液界面。在维持液态水合盐稳定过冷特性的基础上,本文还设计并制作了两个针对于不同触发水合盐结晶方式(干冰、液氮触发)的相变储能装置,并通过实验对其触发结晶II效果进行了探究。结果表明,液氮因其触发时间短、结晶效率高、放热效果更好成为触发水合盐结晶的更优选项。若能进一步提高液氮使用的稳定性以及低温材料使用的灵活性,将更大限度发挥相变储能结晶触发装置的优势,提高其应用价值。