一种复合相变储能材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合相变储能材料及其制备方法，包括主体材料、悬浮剂、成核剂、导热增强剂，其质量百分比含量为：主体材料86%‑95.5%，悬浮剂2.5%‑9%，成核剂1%‑2%，导热增强剂1%‑5%；本发明专利技术通过选取合适的材料及助剂配比，有效减少材料的相分离和过冷度问题，适用于各类换热器，尤其在体系中加入了导热增强剂，提高材料导热性能3‑4倍，实现了体系的导热性和兼具体系稳定性，具有原材料丰富，价格低廉，储能密度大大，腐蚀性小等优点。

A Composite Phase Change Energy Storage Material and Its Preparation Method

The invention discloses a composite phase change energy storage material and its preparation method, including main material, suspension agent, nucleating agent and heat conduction intensifier. The mass percentage content of the composite phase change energy storage material is 86%95.5%, suspension agent 2.5%9%, nucleating agent 1%2%, heat conduction intensifier 1%5%. The mixing ratio can effectively reduce the phase separation and supercooling of materials. It is suitable for all kinds of heat exchangers, especially adding heat conduction enhancers to the system, which can improve the thermal conductivity of materials by 3_4 times, and realize the thermal conductivity and stability of the system. It has the advantages of abundant raw materials, low price, high energy storage density and low corrosivity. Point.

【技术实现步骤摘要】
一种复合相变储能材料及其制备方法
本专利技术涉及储能材料领域，更具体地说，涉及一种复合相变储能材料及其制备方法。
技术介绍
近年来蓄热储能技术被广泛应用在可再生能源利用和节能降耗领域，储能技术已经成为能源安全和可持续发展的战略性课题。在众多储能的方法中，固液相变材料的潜热储能方式由于其高潜热高密度和相对恒定的相变温度等特点被广泛应用于空调节能、太阳能利用、电子设备热设计、建筑节能等领域。市场上有很多加热和制冷系统，其中很多都依赖化石能源。随着不断增长的环境友好型系统的支持，不同可供选择的太阳能或水源系统被提出，例如光伏、光热、水力发电、潮汐能、生物质能。而这些可再生能源由于能源的不连续性，需要储能设备的支持。储热设备，将这些不连续的电能转化为热能，通过内部相变材料的固液相变特性来实现。醋酸钠的相变温度适用于家用，但是由于其传热不稳定，在设定温度下，醋酸钠从固态熔融到醋酸钠的固液混合状态以及熔融状态转为固态的中会形成贯穿整个材料生命周期的固体，这些固体会不可逆地储存在PCM容器底部。因此需要提供一种复合相变储能材料及其制备方法，同时减小过冷度和避免相分离，提高使用循环次数，延长使用寿命，这种材料在储能领域的发展中提供核心材料技术，具有非常重要的意义。
技术实现思路
为完成上述目的，及克服现有技术的不足，本专利技术提供一种复合相变储能材料及其制备方法，包括主体材料、悬浮剂、成核剂、导热增强剂，其中悬浮剂包括第一悬浮剂和第二悬浮剂。各成分质量百分比含量为：主体材料86%-95.5%，悬浮剂2.5%-9%，成核剂1%-2%，导热增强剂悬浮剂1%-5%。优选地，所述的主体材料采用工业级97%以上的三水合醋酸钠，质量分数为90%wt。优选地，所述的第一悬浮剂为德固萨A200亲水性气相二氧化硅，质量分数2%-8%。优选地，所述的第二悬浮剂为羧甲基纤维素（CMC），质量分数0.5%-1%。优选地，所述的成核剂为醋酸锌，质量分数为1%-2%。优选地，所述的导热增强剂为泡沫铜粉，质量分数为1%-5%。优选地，所述的泡沫铜粉，密度为1.4-1.5g/cm3。同时本专利技术提供一种复合相变材料的制备方法，步骤为。（1）将主体材料三水合醋酸钠、醋酸锌按比例混合，得到混合材料。（2）将相变混合材料加热熔化直至溶液保持65℃的温度，然后以2000-3000rpm速率在反应容器中边搅拌，边按比例加入泡沫铜粉、羧甲基纤维素和亲水性气相二氧化硅的预混合物，约半小时加完，继续搅拌1小时，静置冷却，得到混合均匀的相变储能材料。本专利技术同现有技术相比，具有如下优势。（1）强化的导热性。通过添加90%wt三水合醋酸钠和质量分数1%-5%、密度为1.4-1.5g/cm3的泡沫铜粉，同时选择无机的亲水性气相二氧化硅作为第一悬浮剂，选择有机的羧甲基纤维素（CMC）材料作为第二悬浮剂，使得泡沫铜粉与主体材料的密度相近，达成均匀混合的状态，同时二种悬浮剂形成一种胶体性质的结构，使得泡沫铜粉保持悬浮状态，有效防止铜粉的沉降。（2）悬浮剂的加入增加了材料体系整体稳定性，使得延长材料的放热时间。（3）热稳定性。添加具有良好导热性能的泡沫铜粉作为导热增强剂，利用金属高导热性，增强整体材料的传热性能，同时减少了换热管道的数量。（4）安全性。所选用的三水醋酸钠及助剂体系对泡沫铜粉无腐蚀性，不存在由于腐蚀而减少寿命的现象。（5）避免相分离。泡沫铜粉的加入也加大了体系的粘度，抑制了相分离现象。消除主体材料溶解和结晶过程因密度差造成的晶体沉积现象。附图说明图1是本专利技术实施例1的复合相变材料的步冷曲线。图2是本专利技术实施例1的复合相变材料的焓值曲线。具体实施方式为进一步说明本专利技术，结合以下实施例具体说明。实施例1。称取三水合醋酸钠100kg和醋酸锌1.5kg，加热熔化直至溶液保持65℃的温度，然后以2500rpm速率在反应容器中边搅拌，边加入1.11kg密度为1.4-1.5g/cm3的泡沫铜粉、1.11kg羧甲基纤维素和0.33kg的亲水性气相二氧化硅的预混合物，约半小时加完，继续搅拌1小时，置于换热器中，静置冷却，得到混合均匀的相变储能材料。测得一种复合相变储能材料焓值为312kJ/kg，导热系数为0.7W/m·K。实施例2。称取三水合醋酸钠100kg和醋酸锌1.67kg，加热熔化直至溶液保持65℃的温度，然后以2000rpm速率在反应容器中边搅拌，边加入2.22kg密度为14-1.5g/cm3的泡沫铜粉、1.11kg羧甲基纤维素和0.55kg的亲水性气相二氧化硅的预混合物，约半小时加完，继续搅拌1小时，置于换热器中，静置冷却，得到混合均匀的相变储能材料。测得一种复合相变储能材料焓值为292kJ/kg，导热系数为0.9W/m·K。实施例3。称取三水合醋酸钠100kg和醋酸锌2.22kg，加热熔化直至溶液保持65℃的温度，然后以3000rpm速率在反应容器中边搅拌，边加入3.33kg密度为1.4-1.5g/cm3的泡沫铜粉、0.85kg羧甲基纤维素和0.33kg的亲水性气相二氧化硅的预混合物，约半小时加完，继续搅拌1小时，置于换热器中，静置冷却，得到混合均匀的相变储能材料。测得一种复合相变储能材料焓值为286kJ/kg，导热系数为1.2W/m·K。本专利技术不受上述实施方式的限制，其它的任何未背离本专利技术的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化、均均应为等效的置换方式，都包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合相变储能材料，其特征在于，包括主体材料、悬浮剂、成核剂、导热增强剂，其中悬浮剂包括第一悬浮剂和第二悬浮剂。

【技术特征摘要】
1.一种复合相变储能材料，其特征在于，包括主体材料、悬浮剂、成核剂、导热增强剂，其中悬浮剂包括第一悬浮剂和第二悬浮剂。2.根据权利要求1所述的一种复合相变储能材料，其特征在于，各成分质量百分比含量为：主体材料86%-95.5%，悬浮剂2.5%-9%，成核剂1%-2%，导热增强剂1%-5%。3.根据权利要求1所述的一种复合相变储能材料，其特征在于，所述的主体材料采用工业级97%以上的三水合醋酸钠，质量分数为90%wt。4.根据权利要求1所述的一种复合相变储能材料，其特征在于，所述的第一悬浮剂为亲水性气相二氧化硅，质量分数2%-8%。5.根据权利要求1所述的一种复合相变储能材料，其特征在于，所述的第二悬浮剂为羧甲基纤维素（CMC），质量分数0.5%-1%。6.根据权利要求1所述的一种复...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟帅，贾维，
申请(专利权)人：北京华厚能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11