三水合醋酸钠/膨胀石墨复合相变材料的制备及其储热性能 |
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引用本文: | 李文琛,蔡一凡,严泰森,李廷贤,王如竹.三水合醋酸钠/膨胀石墨复合相变材料的制备及其储热性能[J].上海交通大学学报,2020,54(10). |
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作者姓名: | 李文琛 蔡一凡 严泰森 李廷贤 王如竹 |
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作者单位: | 上海交通大学制冷与低温工程研究所,上海200240;上海交通大学制冷与低温工程研究所,上海200240;上海交通大学制冷与低温工程研究所,上海200240;上海交通大学制冷与低温工程研究所,上海200240;上海交通大学制冷与低温工程研究所,上海200240 |
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基金项目: | 国家自然科学基金;国家重点研发计划 |
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摘 要: | 水合盐储能材料普遍存在热导率低、过冷度大及相分离问题.本文通过熔融共混制备了以三水合醋酸钠(SAT)为主体的复合相变材料(CPCM).采用膨胀石墨(EG)作为高导热添加物强化导热系数,同时作为成核剂改善其过冷度问题.采用黄原胶(XG)为增稠剂改善复合相变材料的相分离问题.研究了复合相变材料的导热性能、相变性能及热稳定性,并基于该复合相变材料(SAT/EG/XG)搭建了高储热密度的相变储热器,研究了该装置在85℃热源、20℃冷源下的储放热性能.结果表明:膨胀石墨的加入可明显增强热导率及消除过冷度.添加2%~4%(质量分数)膨胀石墨,复合相变材料热导率可达1.12~1.81 W/(m·K),为纯SAT热导率的2~3倍,且添加0.5%~1.2%(质量分数)黄原胶可明显抑制相分离.复合相变材料具有很好的热稳定性,50次循环后其熔化温度保持在58.0℃左右,凝固温度稳定在57.6℃左右,无明显过冷度,相变焓为250~255 kJ/kg.基于该复合相变材料的储热器的储热密度可达442.7 kJ/L,是传统水箱的1.7倍,储放热效率达96.4%,具有明显的储热优势.
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关 键 词: | 三水合醋酸钠 膨胀石墨 相变储能 导热系数 热性能 |
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