CN105985755A - 一种中温相变储能材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种中温相变储能材料的制备方法，该中温相变储能材料主要由八水氢氧化钡、成核剂、增稠剂和水组成。该相变材料的制备方法包括以下步骤：（1）将八水氢氧化钡在搅拌下加热至一定温度，恒温使其熔融；（2）加入成核剂，加热搅拌一段时间，使其与八水氢氧化钡混合均匀；（3）加入增稠剂和水，加热搅拌一段时间，使各组分混合均匀，无分层现象；（4）将由步骤（3）得到的混合物装入容器中密封。依据本发明所制备的相变储能材料相变潜热值大、循环过程稳定、过冷度小、材料寿命长、制备方法简单。

Description

一种中温相变储能材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及相变储能材料技术领域，尤其是一种中温相变储能材料。

背景技术

在我国当今经济高速发展的背景下，对能源的需求和依赖都与日俱增。但是，由于多年以来对能源的高度开采，能源供给却日趋紧张，能源短缺已成为制约我国经济发展的瓶颈。在能源紧张的情况下，我国还面临能源利用率低的问题，单位GDP的能耗远高于发达国家。因此，提高能源利用率不仅是对资源的节约，还对我国经济发展具有重要的意义。

相变储能材料是一种节能环保的新材料，与将不可再生的煤炭资源转化为热能的方法相比，相变储能材料可以充分利用太阳能以及汽车发动机产生的热量、电脑散热等诸如此类的“废”热量，将其转化为可供人们生产生活所用的热量。那么一旦相变储能材料被规模化生产并得到广泛应用，将大大节约煤炭能源、石油能源、天然气能源等，并将对人类社会的可持续发展作出巨大的贡献。

自从20世纪70年代石油危机后，热能储存技术在工业节能和新能源领域的应用日益受到重视。1980年美国Birchenall等提出以采用合金作为相变材料，提出了三种典型状态平衡图和二元合金的熔化熵和熔化潜热的计算方法；美国的Telkes对Na₂SO₄·10H₂O等水合盐相变材料做了大量的研究工作，并建起了世界上第一座PCM被动太阳房。1989年，Kedl和Stoval第一次研究制成浸有18烷石蜡的相变墙板。Sari和Kaygusuz对硬脂酸、棕榈酸、十四烷酸及月桂酸进行了稳定性试验，循环次数多达910次。在建筑结构中，已经有很多研究者用传统建筑材料吸收相变材料制备相变储能复合材料，也有用PCM复合材料制备蓄热地板的报道。目前，国外已有许多成熟的相变材料产品，但在国内，由于过冷度、相分层、循环稳定性等问题不能得到很好的解决，所以绝大多数研究还处于实验室阶段，尚没有成熟的工业化技术。因此，开发出一种过冷度低、循环稳定性好、不易产生相分层现象的相变储能材料是十分迫切的。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足，提供中温相变储能材料的制备方法，该材料具有相变潜热大、过冷度低、循环过程稳定、寿命长、不易出现相分层现象等优点。

为达到发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种中温相变储能材料，其特征在于通过以下技术方案实现：

本发明所涉及的中温相变储能材料，包含的组分及质量百分数为：

八水氢氧化钡 70-99%

成核剂 0.5-20%

增稠剂 0.2-10%

水 0.2-10%。

所述成核剂为氢氧化钾、氯化钡、磷酸二氢钾等。

所述增稠剂为聚羧酸盐类、羟甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素等。所述聚羧酸盐类为聚天冬氨酸钠、水解马来酸酐、聚丙烯酸钠、聚还原琥珀酸钠等。

一种中温相变储能材料的制备方法，其特征在于步骤如下：

（1）将八水氢氧化钡在搅拌下加热至一定温度，恒温使其熔融；

（2）加入成核剂，加热搅拌一段时间，使其与八水氢氧化钡混合均匀；

（3）加入增稠剂和水，加热搅拌一段时间，使各组分混合均匀，无分层现象；

（4）将由步骤（3）得到的混合物装入容器中密封。

本发明的有益效果主要体现在：(1)具有较高的相变潜热，在中温相变储能材料中具有良好的储能效果；(2)过冷度小、不易出现想分层现象；(3)循环过程稳定、使用寿命长；（4）制备方法简便、容易操作。

具体实施方式

如下的实施例将更详细地描述本发明，但是本发明并不应仅仅限制在这些具体的实施例中。

实施例1

将98g八水氢氧化钡在搅拌下加热至84℃，待其熔融后，慢慢加入1g氢氧化钾，继续加热搅拌30min，然后加入0.5g羟丙基甲基纤维素和0.5g水，再加热搅拌1h后，将混合物装入容器中密封。

实施例2

将95g八水氢氧化钡在搅拌下加热至85℃，待其熔融后，慢慢加入3g磷酸二氢钾，继续加热搅拌40min，然后加入1g聚天冬氨酸钠和1g水，再加热搅拌1h后，将混合物装入容器中密封。

实施例3

将90g八水氢氧化钡在搅拌下加热至88℃，待其熔融后，慢慢加入6g氯化钡，继续加热搅拌50min，然后加入2g羟甲基纤维素和2g水，再加热搅拌1.5h后，将混合物装入容器中密封。

实施例4

将85g八水氢氧化钡在搅拌下加热至88℃，待其熔融后，慢慢加入10g氯化钡，继续加热搅拌1h，然后加入3g羟甲基纤维素和2g水，再加热搅拌1.5h后，将混合物装入容器中密封。

实施例5

将80g八水氢氧化钡在搅拌下加热至88℃，待其熔融后，慢慢加入12g氯化钡，继续加热搅拌50min，然后加入4g羟甲基纤维素和4g水，再加热搅拌1.5h后，将混合物装入容器中密封。

Claims (5)

1.一种中温相变储能材料及其制备方法，其特征在于包括如下组分和重量配比的混合物：

八水氢氧化钡 70-99%

成核剂 0.5-20%

增稠剂 0.2-10%

水 0.2-10%。

2.根据权利要求1所述的中温相变储能材料及其制备方法，其特征在于所述成核剂为氢氧化钾、氯化钡、磷酸二氢钾等。

3.根据权利要求1所述的中温相变储能材料及其制备方法，其特征在于所述增稠剂为聚羧酸盐类、羟甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素等。

4.根据权利要求3所述的中温相变储能材料机器制备方法，其特征在于所述聚羧酸盐类为聚天冬氨酸钠、水解马来酸酐、聚丙烯酸钠、聚还原琥珀酸钠等。

5. 根据权利要求1所述的中温相变储能材料机器制备方法，其特征在于制备过程中，温度范围在80-95℃之间。