论文部分内容阅读
随着能源危机愈演愈烈,人们致力于开发替代能源和新的储能技术。相变储能材料利用材料的相变潜热进行能量的储存和释放,控制周围环境温度的同时达到节约能源的目的,能够解决能源在空间和时间上的不匹配问题,因此成为大家关注的热点。其中,定形复合相变储能材料具有固-液相变储能材料和固-固相变储能材料的双重优点,成为最具潜力的储能材料之一。本文以聚乙二醇(PEG)为相变材料,选择泡沫碳、硅藻土和蒙脱土作基体材料,采用物理共混法制备多个系列的聚乙二醇基定形相变储热材料。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、N2吸附(BET)、红外光谱(FTIR)对纯PEG、基体材料以及定形复合相变材料进行表征,通过差示扫描量热(DSC)、热重分析(TGA)对聚乙二醇基定形复合相变材料的热性能进行研究。研究结果表明,聚乙二醇/泡沫碳定形相变储热材料的定形能力为90wt%,而聚乙二醇/硅藻土和聚乙二醇/蒙脱土复合相变材料的定形能力分别为55wt%和60wt%,聚乙二醇与基体材料之间只存在简单的物理作用。聚乙二醇/泡沫碳复合相变材料的相变温度随聚乙二醇分子量的增加而增大,相变焓随聚乙二醇分子量的增大先增后减,PEG分子量为4000的PEG/泡沫碳复合相变材料的熔化焓最大(168.5 J·g-1);PEG4000/泡沫碳复合相变材料的相变温度和相变焓随PEG4000质量分数的增加而增大。55wt%PEG/硅藻土复合相变材料的凝固焓和熔化焓分别为76.93 J·g-1和80.50 J·g-1,凝固点和熔点分别为27.1℃和51.5℃,较纯PEG的相变温度变化很小(0.3℃和0.4℃)。60wt%PEG/蒙脱土复合相变材料的熔化焓为95.1 J·g-1,聚乙二醇/蒙脱土复合相变材料的相变温度与相变焓均随PEG质量分数的增加而有所增大,但相变温度低于聚乙二醇的。聚乙二醇基复合相变材料具有良好的热循环性和热稳定性,经200次热循环后样品仍能保持定形,相变温度和相变焓基本不变,200℃以下样品均无热分解。