赤藓糖醇相变储热过冷及导热改善研究

来源 :中国建筑材料科学研究总院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong422
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赤藓糖醇的相变温度118℃,具有储能密度大和无腐蚀性等优点,在太阳能蓄热、工业余废热回收、清洁供暖等中温储能领域有广阔的应用前景,但赤藓糖醇在凝固过程中过冷严重,且导热性能较差,这是限制其应用的主要因素。本文以赤藓糖醇作为蓄热材料,采用有机盐为成核剂,使其与赤藓糖醇形成分子间氢键,打破赤藓糖醇内部分子之间的平衡,促进潜热的释放,抑制赤藓糖醇的过冷效应;其次,添加膨胀石墨作为热强化材料,提高其导热系数;并通过共晶理论,选用热性能相近的相变材料调节赤藓糖醇的相变温度,使其能够应用于不同的热环境中。实验选取了九种成核剂抑制赤藓糖醇的过冷,温度—时间曲线发现庚二酸钙具有较好的过冷抑制效果,当其质量含量为1%时,赤藓糖醇的过冷度降到0.6℃,DSC测试得相变潜热344.86 J/g。50次循环测试后,潜热仍保持在300J/g以上,具有较好的循环稳定性。利用膨胀石墨制备质量分数为1%~8%的膨胀石墨/赤藓糖醇复合相变材料,研究发现,膨胀石墨的质量含量为2%时,赤藓糖醇的过冷度随着循环次数的增加逐渐降低,最终维持在10℃附近,循环稳定性较好。探索庚二酸钙与膨胀石墨的共同作用对赤藓糖醇的影响,实验制备了2%EG/1%Ca Pi/ET复合相变材料,其熔化潜热352.66 J/g,过冷度10.29℃,导热系数1.287 W/(m·K),相比于纯赤藓糖醇提高了52.5%,循环过程中凝固温度均在98.5℃以上,蓄放热性能较为稳定,是一种很有潜力的中温复合相变材料。探索癸二酸对赤藓糖醇相变温度的影响,实验发现,不同质量比的癸二酸/赤藓糖醇二元相变体系能够形成相变温度范围105℃~132℃的蓄热材料,具有较高的利用价值。验证D-甘露醇与六水氯化镁对赤藓糖醇相变温度的调节作用,当D-甘露醇含量低于20%时,形成凝固点范围80.6℃~118.2℃的蓄热材料;当六水氯化镁含量低于15%时,形成凝固点范围64.6℃~118.2℃的蓄热材料,可以应用于供暖及生活热水生产等领域,拓宽了赤藓糖醇的应用范围。
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