[发明专利]一种58℃储能材料组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种58℃储能材料组合物，该组合物的结晶温度为57～60℃，熔解潜热可达到200kJ/kg。添加一定比例的功能添加剂后，使硝酸镁、氯化镁的水合物与尿素的共结晶温度稳定在57～60℃，同时克服了共晶盐混合物过冷度高、反复使用过程中容易分层等问题。按照本发明所得到的储能材料组合物，可广泛应用于太阳能、地热储存以及各种工业窑炉的余热回收等领域。

背景技术

在物质熔解或结晶时，都会伴有热量的吸收或释放，例如液态水在0℃时会释放出大量的热能并转化成为固态水(冰)，而在标准大气压下液态水在100℃会吸收大量热能并转化成为气态水(水蒸汽)，这类物质可以用于特定温度下的热能储存或释放，我们称之为储能材料。

但实际上并不是所有的物质都能够遵循这一规律，大多数物质在液态状态下温度降至其结晶温度时并不能立即转化成固态，而是在结晶温度以下的某个温度固化而释放其潜热，理论结晶温度与实际结晶温度的差值即称之为过冷度，过冷度严重者甚至可以高达数十度，这将导致储能材料储存的热量不能根据需要有效释放；而有些物质则因为自身的溶解度、蒸发等问题使结晶和熔化两个过程不可逆，不能用于热能的储存：例如硝酸镁的六水合物其熔点为90～95℃，此温度接近水的沸点(100℃)，水分流失严重，会导致再次结晶时储热容量的持续衰减。

结晶是一种微观的物理现象，影响结晶的因素有很多，尘埃或轻微的振动就有可能引发结晶，为进一步提高结晶的确定性，使用储能材料的结晶行为可控、有序，同时克服温度过高造成的储能材料寿命衰减等问题，本发明公布了一种主要由硝酸镁、氯化镁和水构成的组合物，在尿素、硫酸镁、碳酸镁、气相法二氧化硅等添加剂的共同作用下，其结晶温度可以降低到57～60℃，并能够保持其熔化潜热在200kJ/kg。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种58℃储能材料组合物，其结晶温度为57～60℃，熔化潜热约为200kJ/kg。可用于太阳能等间歇能源的储存、工业窑炉等余热回收等领域。

为实现本发明的上述目的，本发明提供了一种储能材料组合物，主要成分包括Mg(NO₃)₂、MgCl₂、H₂O和CO(NH₂)₂、MgSO₄、MgCO₃、气相法SiO₂等功能添加剂。

在该组合物中Mg(NO₃)₂、MgCl₂、H₂O为主要组分，Mg(NO₃)₂质量含量为27.4～36.2％，MgCl₂质量含量为11.6～17.6％，H₂O质量含量为36～40％，其中Mg(NO₃)₂、MgCl₂摩尔比为1∶1～2∶1，Mg(NO₃)₂、H₂O摩尔比为1∶6，MgCl₂、H₂O摩尔比为1∶6，其它添加剂的比例如下：

对本发明所提供的相变材料组合物按照步冷曲线法进行了结晶温度、过冷度测试，并用DSC差热扫描量热仪测试其熔解潜热。同时，针对相变稳定性问题采用高温静置法，放于70℃条件下48小时，观察其不溶盐析出情况。

具体实施方式

本发明通过以下具体实施例更详细的描述本发明，可以使本专业技术人员更全面的了解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1

将400克水加热至90℃，然后依次将274克Mg(NO₃)₂、176克MgCl₂、60克CO(NH₂)₂、30克MgSO₄、10克MgCO₃依次加入到水中，溶解完毕后加入50克气相法SiO₂高速搅拌，待溶液体系稳定后在常温下静止存放72小时。按照步冷曲线法测试其结晶温度为58.2℃，过冷度为4℃，熔解潜热为196kJ/kg，70℃条件下放置48小时、无明显分层析出现象，体系比较稳定。

实施例2