Обзор материалов для хранения энергии с фазовыми изменениями

Материалы для смены фазы хранения энергии:

• Материалы для изменения фазы хранения энергии относятся к веществам, которые используют скрытое тепло изменения фазы для хранения энергии.
• Он также известен как фазовое хранение энергии или тепловое хранение, хранение энергии, материалы для хранения тепловой энергии, материалы для хранения латентной тепловой энергии, называемые материалами для изменения фазы.

Характеристики материалов для смены фаз хранения энергии:

• Материалы для изменения фаз хранения энергии имеют преимущества высокой плотности хранения энергии, небольшого изменения температуры в процессе поглощения и высвобождения тепла и легкого управления процессом,и имеют различные материалы и широко используютсяПКМ для хранения энергии обладают способностью изменять свое физическое состояние и поглощать или выделять скрытое тепло в пределах определенного температурного диапазона.

• В качестве примера можно привести твердо-жидкую фазовую смену. При нагревании до точки плавления, материал с фазовой сменой поглощает и хранит большое количество скрытого тепла во время процесса плавления.При охлаждении до точки замерзания, ПКМ высвобождает латентное тепло во время процесса затвердевания.
• Материалы для смены фазы хранения энергии должны иметь следующие характеристики: нетоксичность, подходящая температура смены фазы, большая латентная температура смены фазы, стабильная производительность,хорошая обратимость смены фазы, небольшая скорость расширения и сокращения при смене фазы, отличная теплопроводность, низкая цена и легкая доступность сырья.

Классификация материалов для смены фаз для хранения энергии:

• Материалы для смены фаз хранения энергии можно разделить на четыре категории в зависимости от формы смены фаз.
• Материалы для изменения фазы твердо-жидкого, материалы для изменения фазы твердо-газового, материалы для изменения фазы жидкого-газового и материалы для изменения фазы твердо-твердого.Латентное тепло изменения фазы между твердогазовыми фазовыми материалами и жидкогазовыми фазовыми материалами является большим, но большое изменение объема, высокое давление и плохая теплопроводность ограничивают их диапазон применения.процесс смены фазы медленный, и диапазон применения небольшой.
• Материалы твердожидкостного фазового смены имеют преимущества большого латентного тепла фазового смены, широкого диапазона температуры фазового смены и низкой стоимости,и являются материалами для смены фаз хранения энергии с большой практической ценностью и зрелой технологией, поэтому материалы для смены фазы хранения энергии обычно относятся к твердо-жидким материалам для смены фазы.

• Материалы для изменения фаз хранения энергии могут быть разделены на неорганические, органические (включая полимеры) и композитные материалы для изменения фаз в соответствии с их составом.Неорганические материалы с фазовыми изменениями, в основном, включают металлы и сплавы, кристаллические гидратированные соли, расплавленные соли и т. д., которые обладают преимуществами большого латентного тепла фазовых изменений, высокой объемной плотности хранения энергии и большой теплопроводности,но имеют недостатки легкого подохлаждения и разделения фаз, коррозионный контейнер и утечка жидкой фазы.
• Органические материалы для изменения фаз в основном включают алифатические углеводороды (парафин и т. д.), жирные кислоты, спирты, полиенолы и т. д., которые имеют преимущества большого латентного тепла фазового изменения,стабильная производительность и низкая стоимость, но имеют недостатки небольшой теплопроводности, низкой плотности, летучей и легкого старения.
• Композитные материалы для изменения фазы в основном относятся к органическим и неорганическим материалам для изменения фазы с помощью эвтексии, чтобы устранить недостатки отдельных материалов для изменения фазы с помощью неорганических или органических материалов.и наиболее изученными являются формованные материалы для изменения фазы (SSPCM) и микрокапсулированные материалы для изменения фазы (MEPCM).
• ПКМ для хранения энергии подразделяются на высокотемпературные (выше 250°C),Среднетемпературные (250-100°C) и низкотемпературные (ниже 100°C) материалы для фазовых изменений в соответствии с диапазоном температур фазовых изменений.
• Материалы для хранения энергии с высокой температурой фазовых сдвигов в основном используются в концентрированной солнечной тепловой энергии, промышленной утилизации теплоотходов, высокотемпературных тепловых двигателях и других областях.
• Материалы для хранения энергии при средней температуре фазовых сдвигов в основном используются в солнечно-термической эксплуатации, сушке и обезвоживании и других областях;Материалы для хранения энергии при низких температурных фазовых изменениях имеют широкие перспективы применения в области энергосбережения зданий, тепловое управление электронными устройствами и холодильное хранение при низких температурах.

Исследования и разработки материалов для хранения энергии с фазовыми изменениями:

• Проектирование, подготовка и интенсификация материалов для изменения фаз хранения энергии являются ключевыми для исследований и разработок материалов.Для получения соответствующей температуры изменения фазы и латентной температуры изменения фазы, необходимо синтезировать различные фазовые материалы в многокомпонентные смешанные фазовые материалы в соответствии с определенным соотношением.

• Приготовление материалов для смены фаз хранения энергии включает в себя в основном механические методы (загрузка материалов для смены фаз в контейнеры), физические методы (метод смешивания, метод импрегнирования,и т.д..), химические методы (полимерный метод полимеризации, метод соль-геля и т.д.) и метод микроэнкапсуляции.
• Для материалов с низкой теплопроводностью необходимо добавлять материалы с высокой теплопроводностью (металлозаполнители, графит, углеродные волокна и т.д.),добавить ребра или капсулы для укрепленияКроме того, долговечность и экономичность ПКМ для хранения энергии являются ключевыми для развития их применения.