氯化盐/陶瓷定形复合相变材料的制备和热物性研究

宋文兵，鹿院卫，陈晓彤，何 聪，樊占胜，吴玉庭

（北京工业大学传热强化与过程节能教育部重点实验室暨传热与能源利用北京市重点实验室，北京 100124）

高效的储热技术是实现“30·60”双碳目标的关键技术之一，储热材料的性能是高效储热的关键。熔融盐作为储热材料具有相变潜热大、使用温度范围宽、工作压力低、化学稳定性好等优点[1-3]，然而熔盐固有的一些缺点如低热导率、低比热容、腐蚀性和相变过程中的液体泄漏等极大地限制了其实际应用[4]。目前,研究和开发定形复合相变材料是解决以上缺点的有效途径之一。选用具有大比表面积微孔结构的无机物作为载体材料，通过微孔的毛细力将液态的熔盐吸入到微孔内，形成复合储热材料[5-9]，既可以提高材料的导热系数，又可以降低熔盐泄漏引起的腐蚀。定形复合材料在使用过程中能充分利用其显热和潜热，蓄热密度大大提高。

人们对定形复合相变材料的研究重点主要集中在相变材料和载体材料的选择。目前研究最多的载体材料主要包括膨胀石墨(EG)和陶瓷两大类。膨胀石墨(EG)具有导热系数高、比表面积大、孔隙疏松、密度低、分散性好、耐腐蚀性能好等优点，可以和不同种类的硝酸盐如KNO3-NaNO3[10]、Ca(NO3)2-NaNO3[11]等复合形成导热性能优异的复合材料，但硝酸盐的相变潜热小且分解温度较低(560℃左右)，储热密度有限。

碳酸盐和氯化盐因其分解温度高(800℃)而具有较宽的使用温度范围，但人们在研究过程中发现，碳酸盐和EG不浸润，二者无法制备定形复合材料。……