[发明专利]一种高温相变储热材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高温相变储热材料及其制备方法，解决了现有技术中太阳能热发电储热系统中高温相变储热材料种类单一的技术问题。所述高温相变储热材料由以下质量份的原料制备：镍25‑35份；硅9‑14份；铝1‑2.5份。本发明提供的高温相变储热材料的密度为5.968‑6.082g/cm³；其主要相组成为AlNi₂Si+NiSi+Ni₃Si₂；其相变温度为920.5‑930.3℃，相变潜热可达233.2J/g，本发明中的高温相变储热材料可以作为太阳能热发电储热系统的高温相变储热材料使用。

技术领域

本发明涉及一种储热材料领域，具体涉及一种高温相变储热材料及其制备方法。

背景技术

随着地球资源的不断减少，人们对节约能源、开发新能源和环境保护更加重视，寻找可持续、无污染的能源显得尤为重要。太阳能热发电是一种高效无污染，可持续发展的新能源，太阳能热发电的储热系统可以有效保证持续与稳定的供热，由于太阳能受地理、昼夜、季节等规律性变化因素以及阴晴云雨等随机因素的影响，各种太阳能热发电系统通常需要配备储热系统以保证其供热的稳定性及连续性，这对聚光类高温太阳能热发电系统的正常工作尤为重要。在聚光高温太阳能集热技术日趋成熟的情况下，储热材料及其系统的开发对高温太阳能热发电系统的性能有着重要的影响，开发高温储热材料对于太阳能储热系统意义重大。

储热的方式主要有显热储热、潜热储热(相变储热)和热化学反应储热。其中显热储热是通过材料温度升高内能増加，储热量由材料比热、质量和储热温度区间决定，但其储热性能不理想，能量的释放不能控制且不稳定；热化学反应储热是利用可逆化学反应的热效应，通过反应的正向、逆向进行来实现热能的存储和释放，虽然其储能密度高但反应过程复杂、具有危险性；相变储热通过改变材料物相状态来提供热量，在相变过程中，相变材料将吸收或释放大量的热量，输出的能量稳定且储热密度大，单位容积储热量是显热存储材料的几倍，所以是最为理想的储热方式。

作为储热系统的核心，相变储热材料可大致分为有机相变储热材料，无机相变储热材料，复合相变储热材料。有机相变储热材料主要包括石蜡、有机酸、醇及其他有机物，其工作温度一般都处于低温区域；无机相变储热材料包括结晶水合盐类、金属和金属合金及其他无机物；复合相变储热材料则是采用网格状金属作为储热材料基体(既起固定作用,又提高传热效率)，无机或有机相变储热材料作为填充物的混合材料，目前其技术尚未成熟，运用不是很广泛。金属及其合金作为相变储热材料使用具有较高的相变温度、相变潜热大、导热系数高、储能密度大、体积变化小、几乎无过冷和价格合适等优点，由此金属及其合金在中高温相变储热领域具有很好的研究前景。现有多种富含Al、Si元素的合金具有较大的相变潜热，但其相变温度很难匹配太阳能热发电的工作温度，现有可以应用在太阳能热发电储热系统中的高温相变储热材料种类较少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高温相变储热材料及其制备方法，以解决现有技术中在太阳能热发电储热系统中高温相变储热材料种类单一的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种高温相变储热材料，其由以下质量份的原料制备：镍25-35份；硅9-14份；铝1-2.5份；其相变温度为920.5-930.3℃。

进一步的，各原料的质量份分别为：镍28-32份；硅10-13份；铝1.5-2份。

进一步的，各原料的质量份分别为：镍31份；硅12份；铝1.7份。

进一步的，所述镍的纯度至少为99.995％；所述硅的纯度至少为99.999％；所述铝的纯度至少为99.999％。

进一步的，其密度为5.968-6.082g/cm³；其相变温度为920.5-930.3℃，其相变潜热至少为233.2J/g。

本发明提供的高温相变储热材料的制备方法，包括下述步骤：