石蜡与石蜡/膨胀石墨熔化性能的实验研究

刘正浩，张小松，王昌领，张牧星

（1 东南大学能源与环境学院，江苏南京210096； 2 东南大学深圳研究院，广东深圳518000）

引 言

相变储能作为一种非常有前景的热能存储技术，目前已经应用在了许多领域，如太阳能应用[1-2]、建筑热管理[3-4]、冷链物流[5-6]、电力调峰[7-8]和电子设备散热[9-10]等。相变材料作为相变储能过程的媒介物质，其热物性直接影响相变过程的传热特性。选择合适的相变材料是相变储能系统的关键问题。石蜡(PA)作为一种常见的有机相变材料，具有过冷度低、没有相分离和多次循环后仍能保持良好性能等优点[11-13]。但是，较低的热导率限制了其应用。目前，针对石蜡相变过程的强化研究已有较多开展，如添加导热增强填料提高石蜡热导率[14-16]、添加翅片增加传热面积[17-19]以及改变换热器内外管相对位置扩大自然对流控制区域[20-22]等方法。

膨胀石墨(EG)作为一种高导热的多孔碳材料，其在相变材料改性方面受到了许多关注。张正国等[23]制备了石蜡/膨胀石墨定型复合相变储能材料，分析结果表明复合材料可以提高传热效率；Sarı等[24]研究石蜡吸附到膨胀石墨中形成定形相变材料，发现质量分数为10%的复合材料形状稳定，无需额外存储容器即可直接使用；夏莉[25]通过偏光显微镜观察膨胀石墨/石蜡复合材料，认为7%(质量)的膨胀石墨配比是石墨吸附状态饱和与否的临界值；胡小冬等[26]通过模压法制备石蜡/膨胀石墨定形相变材料，研究发现含有80%石蜡的定形相变材料形状稳定、热导率高、储热密度大，且稳定性好和使用寿命长；……