1、相變儲能材料,1,ppt課件,相變儲能技術(shù),當今能源已經(jīng)從主要依賴化石燃料緩慢而穩(wěn)步地向著能源多元化的方向發(fā)展，特別是自然能源的擴大利用。 儲能：又稱蓄能，是指使能量轉(zhuǎn)化為在自然條件比較穩(wěn)定的存在形態(tài)的過程。 儲存形態(tài)：機械儲能、化學(xué)儲能、電磁儲能、風能儲存、水能儲存。 無論在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，能量儲存非常重要。 近年來能源科學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域中十分活躍的前沿研究方向。,相變儲能技術(shù),儲能技術(shù)有廣泛的用途： （1）防止能量品質(zhì)的自動惡化； （2）改善能源轉(zhuǎn)換過程的性能； （3）方便經(jīng)濟的使用能量； （4）降低污染、保護環(huán)境。 儲能技術(shù)中應(yīng)用最廣是： （1）電能儲存；（2）太陽能儲存；（3）余

2、熱的儲存 儲能系統(tǒng)本身并不節(jié)約能源，能夠提高能源利用體系的效率，促進新能源如太陽能和風能的發(fā)展,相變材料,相變儲能技術(shù)是以相變儲能材料為基礎(chǔ)的高新技術(shù); 相變材料屬于能源材料的范疇;是指能在特定溫度(相變溫度)下發(fā)生物相變化的材料，材料的分子排列在有序與無序之間迅速轉(zhuǎn)變，同時伴隨著吸收或釋放熱能的現(xiàn)象來儲存或放出熱量，進而調(diào)整、控制工作源或材料周圍環(huán)境溫度，以實現(xiàn)其特定的應(yīng)用功能。 相變儲能具有儲能密度高、體積小巧、溫度近似恒定、節(jié)能效果顯著、相變溫度適宜、易于控制等優(yōu)點。,2 相變儲能材料,相變儲能材料的分類常見的方式主要有兩類： （1）按相變儲能材料的科學(xué)屬性分類，分為: 無機類、有機類和

3、復(fù)合類。 （2）按材料的相變行為或相變性質(zhì)分類。分為: 固一液相變、固一固相變、固一氣相變和液一氣相變儲能材料。 本章主要討論固-液相變和固-固相變材料,2.1 固一液相變儲能材料,固一液相變儲能材料是研究相對成熟的一類相變儲能材料。 其原理：固一液相變儲能材料在溫度高于材料的相變溫度時，吸收熱量，物相由固態(tài)變成液態(tài)；當溫度下降至低于相變溫度時，物相由液態(tài)變成固態(tài)，放出熱量。,固-液相變儲能材料,該過程為可逆過程 此類相變儲能材料：成本低、相變潛熱大、相變溫度范圍較寬等優(yōu)點。 目前國內(nèi)外研制的固一液相變儲能材料主要包括無機類和有機類兩種,固-液相變儲能材料-無機類,無機相變儲能材料包括結(jié)晶水合

4、鹽、熔融鹽、金屬合金和其他無機物。 應(yīng)用最廣泛的是結(jié)晶水合鹽。其可供選擇的熔點范圍較寬，從幾攝氏度到一百多攝氏度，是中溫相變儲能材料中最重要的一類。 使用較多的主要是堿及堿土金屬的鹵化物、硝酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽及醋酸鹽等。,固-液相變儲能材料-有機類,這類相變儲能材料常用的有石蠟、烷烴、脂肪酸或鹽類、醇類等 高分子類有聚烯烴類、聚多元醇類、聚烯醇類、以及其他的一些高分子。其中典型的有尿素、硬脂酸、CnH2n+2、CnH2n、聚乙二醇等。 有機相變儲能材料復(fù)合形成二元或多元相變儲能材料。,2.1 固一液相變儲能材料,固一液相變儲能材料是目前應(yīng)用最為廣泛的相變儲能材料:(1)較小的溫度范圍內(nèi)發(fā)生相

5、變;(2)潛熱也比較大;(3)體積變化相對較小， 相變過程中有液相產(chǎn)生，具有一定的流動性，因此必須有容器盛裝且容器必須密封，以防止泄漏、腐蝕或污染環(huán)境,很大程度上束縛了固一液相變儲能材料在實際中的應(yīng)用。,2.2 固一固相變儲能材料,固一固相變儲能材料 相變發(fā)生前后材料的晶體結(jié)構(gòu)從一種結(jié)晶形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硗庖环N結(jié)晶形式從而吸收或釋放熱量。相變過程中無液相產(chǎn)生，相變前后體積變化小，無毒、無腐蝕，對容器的材料和制作技術(shù)要求不高，過冷度小，使用壽命長，是一類很有應(yīng)用前景的儲能材料。 目前研究的固一固相變儲能材料主要有無機鹽類、多元醇類和交聯(lián)高密度聚乙烯。,2.2 固一固相變儲能材料,l) 無機鹽類 該類相

6、變儲能材料主要是的相變溫度較高利用固體狀態(tài)下不同種晶型的轉(zhuǎn)變進行吸熱和放熱，通常他們，適用于高溫范圍內(nèi)的儲能和控溫。 目前實際應(yīng)用的主要是層狀鈣鈦礦、Li2SO4、KHF2等物質(zhì)。,2.2 固一固相變儲能材料,2)多元醇類 一種新型理想的太陽能儲能材料，日益受到重視。 多元醇類相變儲能材料主要有：季戊四醇(PE)、新戊二醇(NPG)、2一氨基一2一甲基一1，3一丙二醇(AMP)、三羥甲基乙烷、三羥甲基氨基甲烷等， 該類相變儲能材料的相變溫度較高，適合于中、高溫的儲能應(yīng)用。,2.2 固一固相變儲能材料,3)交聯(lián)高密度聚乙烯 高密度聚乙烯的熔點一般都在125以上，但通常在100 以上使用時會軟化。經(jīng)過輻射交聯(lián)或化學(xué)交聯(lián)之后，其軟化點可提高到150 以上。 這種材料的使用壽命長、性能穩(wěn)定、無過冷和層析現(xiàn)象、力學(xué)性能較好、便于加工成形，是真正意義上的固一固相變儲能材料，具有較大的應(yīng)用價值。,3 儲能材料的遴選原則,高儲能密度 相變溫度 相變過程 導(dǎo)熱性 穩(wěn)定性 密度 壓力 化學(xué)性能 體積變化 過冷度,相變儲能材料的應(yīng)用,相變材料的應(yīng)用,在太陽能供暖系統(tǒng)上的應(yīng)用 在工業(yè)加熱過程的應(yīng)用 在紡織行業(yè)的應(yīng)用 在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用,7 未來相變材料的研究方向,研制出系列相變溫度的固-固相變材料 改善