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(2015-03-01 08:56:00)
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相变储能相变储能材料 |
来源：新材料在线
摘要
能源，是产生各种能量的资源，是人类生存和发展不可缺少的物质基础，它的开发和利用状况是衡量一个时代、一个国家经济发展和科学技术水平的重要标志，直接关系到人们生活水平的高低。
能源材料可以分为新能源技术材料，能量转换与储能材料和节能材料，今天，新材料小编和大家一起来学习相变储能材料方面的知识。
相变储能材料
通常认为，物质的存在有三种形态——固态，液态和气态。物质从一种状态变到另一种状态叫相变。相变的形式有以下四种：(1)固—液相变；(2)液—汽相变；(3)固—汽（4）固-固相变。相变过程个伴有能量的吸收或释放，我们就可以利用相变过程中有能量的吸收和释放的现象，利用相变材料来存储能量。
一般而言，储热相变材料根据化学成分通常分为：有机类和无机类。根据相变温度通常分为：低温、中温和高温相变储能材料。
无机相变材料
无机相变材料种类繁多，主要有结晶水和盐、熔融盐、金属及合金类等。这类相变材料属于中低温相变材料，使用的较多的是结晶水和盐类。
这类材料的优点：熔解热大、导热系数高，相变体积小，价格便宜等，其缺点是：过冷度大、易产生相分离和老化变质等不利影响，通过加入成核剂和增稠剂可以有效的解决过冷和相分离现象。
举例：结晶水合盐
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结晶水合盐种类繁多，其熔点也从几度到几百度可供选择，其通式可以表达为AB•nH2O。
结晶水合盐通常是中、低温贮能相变材料中重要的一类，其特点是：使用范围广，价格较便宜、导热系数较大(与有机类相变材料相比)、溶解热较大、密度较大、体积贮热密度较大、一般呈中性。但此类相变材料通常存在过冷和析出两大问题。所谓过冷是指当液态物质冷却到“凝固点”时并不结晶，而须冷却到“凝固点”以下一定温度时方开始结晶；而析出现象指在加热过程中，结晶水融化，此时盐溶解在水中形成溶液。
结晶水合盐的代表有芒硝、六水氯化钙、六水氯化镁、镁硝石等。
有机储能材料
常用的有机相变材料有：高级脂肪烃类、脂肪酸或其酯或盐类、醇类、芳香烃类、芳香酮类、酰胺类、氟利昂类和多羟基碳酸类等，另外高分子类有：聚烯烃类、聚多元醇类、聚烯醇类、聚烯酸类、聚酰胺类以及其他的一些高分子。目前用的最多的有机储能材料是石蜡。
这类储能材料的优点是：固体成型好、不易发生相分离及过冷现象、腐蚀性较小、性能稳定。缺点是：导热系数小、密度小、易挥发、易燃和相变时体积变化大等。可以加入铝粉、铜粉等导热系数高的金属粉末可以解决导热系数小的缺点。
举例：石蜡
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石蜡主要由直链院烃混合而成，可用通式CnH2n+2表示，短链烷烃熔点较低，但链增长熔点开始增长较快，而后逐渐减慢。随着链的增长，烷烃的熔解热也增大，由于空间的影响，奇数和偶数碳原子的烷烃有所不同，偶数碳原子烷烃的同系物有较高的熔解热，链更长时熔解热趋于相等。
在C7H16以上的奇数烷烃和在C20H44以上的偶数烷烃在7℃一22℃范围内会产生两次相变：
（1）低温的固-固转变，它是链围绕长轴旋转形成的；
（2）高温的固-液相变，总潜热接近溶解热，它被看作贮热中可利用的热能。
这样就会使石蜡具有较高的相变潜热。
石蜡作为贮热相变材料的优点是：无过冷及析出现象，性能稳定，无毒，无腐浊性，价格便宜。缺点是导热系数小，密度小，单位体积贮热能力差。
作为相变材料一般须满足以下要求：
储能密度大；能源的转换效率高；
稳定性好；单组分材料不易挥发和分解；
对多组分材料,则要求各组分间结合牢固；
不会发生离析现象；
无毒、无腐蚀、不易燃易爆,且价格低廉；
导热系数大,以便能量可以及时地储存或取出；
不同状态间转化时,材料体积变化要小。
原料易购、价格便宜。
相变材料的应用
储热相变材料的应用涉及面根广，但大致分为以下几个方面：集中空调的相变贮能系统，相变节能建筑材料和构件，相变储热在太阳能领域的应用，热电冷(或热电)联供系统中的相变储能，利出工业废热的相空贮热系统，相变日用品开发。随着相变材料基础和应用研究的不断断深入(包括新的相变材料的涌现)，相变材料应用的深度和广度都将不断拓展。
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http://s14/mw690/001OANvLzy6QlLzgBI14d&690
太阳能移动房
http://s10/mw690/001OANvLzy6QlLzQp6Nf9&690
建筑隔热
电力调峰
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