【摘 要】
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为实现碳中和目标,必须大规模利用可再生能源。太阳能作为最丰富的可再生能源,吸引了越来越多的关注[1],然而太阳能固有的间歇性属性决定了必须发展高效的能量转换与存储系统以稳定高效的利用太阳能。相变材料（PCMs）作为太阳能光热存储的潜在解决方案,具有高相变焓值、合适的相变温度、低成本等优势[2],但是本身缺乏光热转换能力,为了提高其光热转换效率、增加传热的比表面积同时防止相变材料泄露,必须将其封装在
【机 构】
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第十届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会论文集
【出 处】
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第十届新型太阳能材料科学与技术学术研讨会论文集
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为实现碳中和目标,必须大规模利用可再生能源。太阳能作为最丰富的可再生能源,吸引了越来越多的关注[1],然而太阳能固有的间歇性属性决定了必须发展高效的能量转换与存储系统以稳定高效的利用太阳能。相变材料（PCMs）作为太阳能光热存储的潜在解决方案,具有高相变焓值、合适的相变温度、低成本等优势[2],但是本身缺乏光热转换能力,为了提高其光热转换效率、增加传热的比表面积同时防止相变材料泄露,必须将其封装在具有高效光热转化的多孔基体中,以解决上述瓶颈问题。MXene是一类吸光能力强,光热转化效率可达100%的新型二维材料。本研究,通过Al3+快速凝聚化交联MXene纳米片,结合冷冻干燥法制备了超轻整体MXene气凝胶,用作光热转换和封装相变材料聚乙二醇（PEG）的基体材料。制备的MXene/PEG复合相变材料能够担载90 wt%-97 wt%的相变材料,这归功于MXene气凝胶的超低密度和大孔隙率。所制复合相变材料的相变焓保持率高达89.2%-96.5%,,同时MXene气凝胶也极大地提高了PEG在60-100 oC的防泄漏性能。复合相变材料在500次热能储存释放循环中也展现出优异的循环稳定性,保留了97.7%的储热能力。经过优化后的复合相变材料太阳光热转换效率达到93.5%,其性能超过绝大多数已报道研究成果。本研究表明利用MXene气凝胶作为封装材料和光热转换材料是一种有前景的太阳能利用技术。
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