[发明专利]一种室温相变储能材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种室温相变储能材料及其制备方法，羟基化碳纳米管与无机盐同时加入MgCl₂·6H₂O‑CaCl₂·6H₂O相变材料中作为复合成核剂可以产生协同效应，共同促进相变材料成核，从而使体系过冷度显著降低。本发明的有益效果是：当CNTs、SrCO₃、SrCl₂·6H₂O的引入量分别为0.75g、0.3g和0.9g时，体系过冷度仅为0.6℃，有更强的储热能力和很好的循环稳定性。

技术领域

本发明涉及相变储能材料技术领域，特别是涉及一种室温相变储能材料及其制备方法。

背景技术

我国青海盐湖地区镁盐储量极为丰富，且品质较高，但大量的镁盐因未找到合适的用途被公认为“镁害”。在众多镁盐中，MgCl₂·6H₂O具有高的熔化热(171kJ/kg)，已经作为相变储能材料被广泛研究，但由于相变温度较高(118℃)，实现其在室温下应用，还必须与CaCl₂·6H₂O等材料组成复合体系。然而，无机盐水合物应用在相变储能领域，普遍存在过冷度大、导热性差和相分离等问题。羟基化碳纳米管具有羟基基团，这可以与相变材料中的离子相结合，有助于改善碳纳米管与相变材料间的润湿性能；碳纳米管比表面积较大为相变材料提供更大的非均匀成核界面和更多的成核点，可以促进体系发生非均匀成核，降低成核势垒，进而降低过冷度；碳纳米管具有良好的导热性能，能在相变材料中形成性能优越的导热网络，从而提高体系的导热性能，使体系对温度更敏感，降低温度滞后性。根据“点阵匹配原理”，无机盐(锶盐)与MgCl₂·6H₂O-CaCl₂·6H₂O体系的晶体结构和晶格参数接近，使表面能降低，对形核起到催化作用，进而降低过冷度。羟基化碳纳米管与无机盐同时加入MgCl₂·6H₂O-CaCl₂·6H₂O相变材料中作为复合成核剂可以产生协同作用，共同促进相变材料成核，从而使体系过冷度显著降低。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种高导热、高储热室温相变储能材料的制备方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

本发明通过如下技术方案予以实现。

本发明的一种室温相变储能材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)分别称取CaCl₂·6H₂O和MgCl₂·6H₂O晶体，加热，使混合物完全熔化；

(2)将步骤(2)配制的体系60～100℃下磁力搅拌1-3h，搅拌过程中加入增稠剂和羟基化碳纳米管，40～50℃超声分散1～2h，直至体系混合均匀；

(3)再称取SrCl₂·6H₂O和SrCO₃共同作为无机盐成核剂分别加入到步骤(3)配制的体系中，其中：60～100℃下磁力搅拌1-3h，40～50℃超声分散1～2h，最终得到MgCl₂·6H₂O-CaCl₂·6H₂O室温相变储能材料；

其中：步骤(2)中羟基化碳纳米管作为成核剂加入质量分数为0～0.5％，即羟基化碳纳米管的质量在MgCl₂·6H₂O-CaCl₂·6H₂O室温相变储能材料中占0～0.5％；