[发明专利]一种储存太阳能热量的相变材料及其制备方法、应用

说明书

本发明公开一种储存太阳能热量的相变材料，涉及相变储能材料技术领域，解决现有技术中存在相分离现象、需要加入增稠剂的技术问题。该材料至少包括以下重量百分比的原料混合而成：三水醋酸钠40～60份；咪唑30～50份；导热材料8～17份；钾盐1～3份。相变材料为一种新型材料，形成的新型复合材料无相分离现象，不需要加入增稠剂，且过冷度小、不需要加入成核剂，使用寿命长。

【技术领域】

本发明涉及相变储能材料技术领域，具体涉及一种储存太阳能热量的复合相变材料及其制备方法、应用。

【背景技术】

随着人们对生活质量要求逐渐提高，对保护环境的意识的越来越强。近几年，环境污染所带来的问题已经涉及到社会民生，国家也出台各种鼓励使用清洁能源的政策，例如：煤改气、煤改电、太阳能等其他绿色清洁能源。在未来，清洁能源将会取代传统石化类能源作为生活的主要方式。在清洁能源中，太阳能的使用是最为成熟与普遍，但其时间与空间的不匹配导致实际应用仍然有一些局限性，如何能够将太阳能热量更好的储存，并与其他的热源方式相结合是急需解决的重要问题。而相变材料得到广泛的应用，其有恒定的相变点，具有较高的热焓值和占地面积较小等优势。其中，无机水合盐相变材料由于成本低，阻燃性能好，密度大成为研究热点。

但是，无机相变材料也普遍面临过冷度大、相分离、热能衰减严重等问题。针对过冷度问题，目前较为普遍的方法是加入成核剂。解决无机相变材料出现的相分离和过冷度，延长材料的使用寿命，降低热焓值衰减率，仍然是阻碍无机水合盐相变材料的推广的关键。

现有技术“CN102079974A”公开了“一种储存昼夜温差能的相变材料”，具体公开了“由以下重量百分比的原料混合而成：CaCl2·6H2O 100份，SrCl2·6H2O 1-3份，羟甲基纤维素钠3-4份”，采用SrCl₂·6H₂O作为成核剂解决CaCl₂.6H₂O的过冷度。

现有技术“CN107841292A”,公开了“一种无机相变材料”，具体公开了“该材料包括以下重量份数原料组成：十水硫酸钠75～85份，氯化钠8～12份，硼砂2～4份，增稠添加剂6～10份”采用加入硼砂作为成核剂解决NaSO₄.10H₂O的过冷度。

现有技术“CN 108300418 A”公开一种“一种凝胶相变材料”，其采用采用聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素钠作为增稠剂。

现有技术“CN 102660231 A”公开“一种无机相变材料”，采用高吸水性树脂和其他高分子材料作为增稠剂。

发明人发现，现有技术至少存在以下缺陷：

1.需要添加增稠剂，存在相分离现象。增稠剂的加入不仅降低了相变材料的热焓值和导热系数，并且随着热循环次数的增多，高分子类增稠剂出现疲劳性、不可恢复状态；伴随着热循环的增加，材料的相分离现象仍然会出现，进而导致材料热焓值降低、寿命的急剧缩短；

2.过冷度大需要加入成核剂，但是成核剂分散不好，仍然会沉于底部，成核作用渐渐失效，加入成核剂仅仅是解决了部分材料的成核，成核剂的分散不均匀使得经过多次循环后会全部沉积到相变材料的底部，对整个体系的成核也未起到真正的作用，并造成了生产工艺的复杂和生产成本的上升；

3.增稠剂和/或成核剂的加入，降低材料的使用寿命。

【发明内容】

本发明提供一种储存太阳能热量的复合相变材料，解决现有技术中存在相分离现象、需要加入增稠剂的技术问题，本发明优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

本发明所提供的一种储存太阳能热量的相变材料，所述相变材料至少包括以下质量百分比的化学成分：三水醋酸钠40～60份；咪唑30～50份；导热材料8～17份；钾盐1～3份。