一种金属碳基化学储热复合材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种金属碳基化学储热复合材料及其制备方法与应用，所述复合材料包括金属有机骨架衍生的石墨烯基多孔碳构成的主体多孔碳基质和式(I)所示的化合物：MA(I)其中，M选自锂、镁、铝中的至少一种；A选自氢氧根、硫酸根、溴阴离子中的至少一种。本发明专利技术中的金属碳基复合材料采用金属有机骨架衍生的石墨烯基多孔碳构成的主体多孔碳基质作为支撑基质，与式(I)所示的化合物进行复合，使制备的复合材料具有优良的储能密度，能够高效储存、利用低温热能和跨季节的长时间热能储存，且能够充分利用太阳热能以及工业废热等低温热能。利用太阳热能以及工业废热等低温热能。利用太阳热能以及工业废热等低温热能。

【技术实现步骤摘要】
一种金属碳基化学储热复合材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于储热材料领域，涉及一种金属碳基化学储热复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]经济的快速增长所导致的对能源需求的大幅增加，与化石燃料的过度使用导致的严重的环境污染之间的矛盾，已经成为当前人类所面临的最严重的问题之一。因此，对新型可再生能源(如太阳能、风能等)以及节能减排技术的开发已成为能源研究领域的前沿热点课题。然而这些可再生能源具有时效性和输出不均匀性等特点，人们需要利用一些储能系统将这些不稳定的能量储存起来，并在需要的时候将所储存的能量释放出来，以此来解决能量在供给侧和需求侧在时间和空间上的不匹配问题，同时提高能量利用率。例如，在夏季可以将丰富的太阳热能存储起来，在太阳热能相对稀缺的冬季将所存储的能量释放出来用于建筑物加热。在这样的背景下，可以填补能源供需之间时间与空间差距的热能储存系统受到了全世界越来越多的关注。常见的储热系统有三种，分别是显热储热系统、潜热储热系统和化学储热系统。其中化学储热系统由于其具有储存周期长，储热性能优异以及极小的热量损失的优点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属碳基复合材料，其特征在于，所述复合材料包括金属有机骨架衍生的石墨烯基多孔碳构成的主体多孔碳基质和与所述基质复合的式(I)所示的化合物：MA
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(I)其中，M选自锂、镁、铝中的至少一种；A选自氢氧根、硫酸根、溴阴离子中的至少一种。2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，式(I)所示的化合物选自氢氧化锂、硫酸镁、溴化锂、硫酸铝中的至少一种。优选地，金属有机骨架衍生的石墨烯基多孔碳构成的主体多孔碳基质中石墨烯的原材料为氧化石墨烯或石墨烯。优选地，所述金属有机框架包含金属元素和有机配位体；其中，金属元素选自锌、钴中的至少一种；有机配位体选自2
‑
甲基咪唑、对苯二甲酸、苯并咪唑、2
‑
硝基咪唑中的至少一种。3.根据权利要求1
‑
2任一项所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料中，式(I)所示的化合物的质量含量为20
‑
80％，例如为30
‑
70％。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料为低温化学储热复合材料。优选地，所述复合材料的能量密度不低于1000kJ kg
‑1，优选地，能量密度为1100
‑
1700kJ kg
‑1。优选地，所述复合材料的峰值放热温度为80
‑
90℃。5.权利要求1
‑
4任一项所述的复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)将氧化石墨烯、聚乙烯吡咯烷酮、金属盐和有机配位体在溶剂中反应，制备混合物；(2)将步骤(1)中混合物在惰性气氛下加热，再在酸性溶液中除去金属盐，制备得到金属有机骨架衍生的石墨烯基多孔碳构成的主体多孔碳基质；(3)将步骤(2)中所述金属有机骨架衍生的石墨烯基多孔碳构成的主体多孔碳基质与式(I)所示的化合物或式(I)所示的化合物的水合物在水中混合反应，制备得到所述金属碳基复合材料。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)具体...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵建国，李世杰，杨翔宇，张进，屈文山，李新宇，李春成，周涛，邢国强，
申请(专利权)人：山西大同大学，
类型：发明
国别省市：