本发明专利技术涉及由在各端部具有不同于-NH2的含氮官能团的直链饱和C8-C24烃基链组成的化合物用于热能存储的用途。本发明专利技术还涉及用于存储和任选地用于释放热能的方法，包括将待冷却的壁与第一热传递流体接触，然后将所述第一热传递流体与包含所述化合物的材料接触，和任选地将所述材料与第二热传递流体接触，然后任选地所述第二热传递流体与待加热的壁接触。
【技术实现步骤摘要】
具有含氮官能团的化合物用于热能存储的用途本专利技术涉及具有含氮官能团的化合物用于热能存储的用途。相变材料(或PCM)是在可逆物理相变化期间能够以潜在的方式存储能量的材料。由这些材料制造的储能元件的能量密度和致密性使它们比感热存储材料具有明显更大的竞争力，所述感热存储材料以它们温度升高的形式存储能量(不发生相变)。特别地，PCM具有能力以在它们由ー个物理状态进入到另ー个(物理状态)时，通常在其熔融期间，随着它们的温度和它们的环境温度的适度改变，吸收一定量的热，并且通过返回到它们的原始物理状态而释放热，尤其通过重結晶。当在这些相变期间交换热的量很大时，这些材料更加具有优势。在固/液转换的情况下，这通过它们的融化焓或结晶焓表示。PCM的熔融温度和结晶温度此外还决定其可能的应用。这些当中，可以提及的是冷却食品产品或对热敏医药产品，纺织材料，发动机，电子部件和电路或废物焚烧设备。在エ业尺度上，PCM还形成用于回收热的装置，所述热是释放的或可利用的包含在容器或设备中(例 如化学反应器，电能或机械能的发生器)或包含在エ艺流或流体中(例如冷却/加热回路，流出物)，尤其是在某些放热化学反应期间。释放的热可以随后重新使用以为其它反应提供能量，其使降低化石能量或电能的エ业消耗成为可能。PCM在空调回路(加热/冷却)中的使用也是应用的实例，其中它可能有效地存储热能以随后在需要的时间和以需要的量释放。最普通的PCM材料莫过于水了。在其固/液转换(和因此隐含地液/固转换)期间，其使吸收或释放大量的热成为可能。它是通过这种方式，接近(TC的温度下的罐或池水，其是自由的(以冰/液体水混合物的形式)或被封装，例如在塑料或其它材料制成的球中，构成了能够存储(在冰融化期间)和释放(在液态水的结晶期间)大量能量/毎单位质量水的PCM系统的简单的实例。然而，水，虽然大量，可获得并且无毒，但由于其严格的使用范围(0°C附近)和冰在其形成期间高体积膨胀相关的问题，而不能解决所有可能的关于热交换效率的问题。其它常用的PCM包括石蜡和脂肪酸，例如十二烷酸，用于建筑物的空气调节，水合盐例如 Mn (NO3) 2 · H2O, MnCl2 · H2O, Na2S2O3 · 5H20 和 CH2COONa · 3H20 和共晶混合物，尤其是癸酸和月桂酸。这些化合物通常具有相当低的熔融温度，大约在15-48°C的范围。已知己ニ酸(C6H10O4, 1520C )或麦芽糖醇(C12H24O11, 1450C )是在150°C附近，并且为了在300°C附近的熔融温度，已知的PCM是，例如，盐例如NaN03(307°C )，KNO3(333°C ) 然而，这些PCM具有许多缺陷阻碍了它们的エ业发展。特别地，有机PCM可以是易燃的，在固态下具有低的热导率，在冷冻循环过程中需要高传热，并且具有低体积潜热。此外，由于它们的石油来源，石蜡可以引起供应、成本和产生CO2的问题。无机PCM产生，对它们的部件来说，显著的过冷现象。此外，尤其由于它们的吸湿性它们的相转变温度不是恒定的。最終，它们能够造成与它们相接触的金属的腐蚀，其造成不可接受的维护费用。为了克服ー些上述提到的缺陷，已经建议使用植物或动物蜡，例如蜂蜡，糖醇例如赤藓糖醇，和植物来源的直链脂肪酸或ニ酸，其提供转变温度(从20-155°C)和熔化潜热(从140-240J/g)的选择作为与它们结晶度相关联的它们的链长、它们的不饱和度和它们酸官能的函数(參见 Investigation ofPhase Change Materials for ElevatedTemperature, J. ffaschull,R. Miiller and S. Romer,Institute forAir Conditioning andRefrigeration Dresden(ILK Dresden), Stockton University, Energy studies,2009)。此外，某些含胺材料已经被描述为PCM。这些特别是由的季铵化的N，N，N’，N’_四甲基こニ胺和季铵化的N，N, N’，N’ -四甲基-1，6-己ニ胺组成的包合物，其被Usmani，A.描述在 Journal ofMaterials Science Letters，2 (1983) 681-682 中，其具有从 0_31°C的熔点，和甲酸和N，N, N’，N’四甲基こニ胺的加合物，其被Salman，M等描述在JournalofThermal Analysis, Vol. 37 (1991) 2389-2394。这些加合物的第一个 A4B 具有 18°C 的熔融温度，而第二个A2B具有60°C的熔融温度但表现为热不稳定的。文献EP0094366另外公开了使用由分子式H2N-(CH2)n-NH2的ニ胺组成的PCM的热能存储系统，其中η是从4_14的整数。这些化合物具有大约从16-73°C的熔融温度，但它们也显示出差的热稳定性，其导致热存储效率的损失。 此外，从US2005/208286已知的是聚合物复合材料，其包含任选地包封的(encapsulated) PCM、聚合物分散剂和任选地聚合物基质,用于合成纤维的制造。该PCM可以从大范围的化合物中挑选，例如ニ酸、聚合物和优选烃。然而，聚合物不是好的PCM，因为它们的长链阻止达到高相转变能。从DE102007002796已知的是基于酰胺的PCM，尤其是双酰胺，例如亚こ基双(硬脂酰胺)。然而，由于这种化合物的晶体排列(crystallographic arrangement),不能实现高熔化温度需求和高相转变能的需求之间好的妥协。文献US5755988本身教导使用ニ酸，例如癸ニ酸，作为PCM。专利技术人已经观察到这种化合物是过于挥发性的并且具有在高温下降解的倾向，尤其在150-200°C范围内，这使其在某些应用中不适合被作为PCM使用。因此，仍然需要提供具有在0-250°C之间的熔融温度并且优选在25_240°C之间的可再生来源的PCM，其是热稳定的，即能够经受大量的熔融/固化循环而不降解，并且能够在循环期间在狭窄和恒定温度范围内熔融和结晶。对于这些化合物具有高熔化焓和结晶焓以及低可燃性也是理想的。专利技术人已经发现某些双官能的含氮化合物，特别是双酰胺的衍生物，使满足这些需求成为可能。这些化合物的ー些已经已知作为湿粘结促进剂，尤其在乳胶漆中(EP0928820)，或作为超分子聚合物，其特别地可以在热熔粘合剂或涂料的制造中用作添加剂(FR2905698)。然而，基于其专利技术人的认识，它们的热吸收/释放性质以前从来没有被评价，以致以前从来没有被设想将它们用于热能存储。因此，本专利技术的一个主题是由在各端部具有不同于-NH2的含氮官能团的直链C8-C24烃基的链(优选包含10-18个碳原子)组成的化合物用于热能存储的用途。在本说明书中，“官能团”的表述被理解为分子的非烃基部分，其由ー组原子組成，表征ー类有机化合物并且其决定这类化合物的反应性和性质。表述“含氮官能团”被理解为是指包括任选地和碳原子和/或氧原子相连的至少ー个氮原子的官能团。含氮官能团的实例特别为胺、腈、亚胺、碳ニ亚胺、酰胺、酰亚胺、氨基甲酸酯和脲基团，但并不限制本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2011.02.25 FR 11/515301.由在各端部具有不同于-NH2的含氮官能团的直链C8-C24烃基链组成的化合物用于存储热能的用途。2.如权利要求I所述的用途，其中所述化合物为双酰胺或任选地成盐的双酰胺衍生物。3.如权利要求I和2任一项所述的用途，其中所述饱和直链烃基链包含10-18个碳原子。4.如权利要求1-3任一项所述的用途，其中所述化合物选自式(I)的双酰胺 R1R2N-CO-(CH2)n-CO-NR1R2 (I) 其中η是6-24的整数并且R1, R2独立地表示氢原子A1-Cltl烷基；Ra_N-RbRc基团，其中Ra是-(CH2)x-(NH-CH2-CH2)m-链，其中m是0-6的整数，x是1-4的整数，并且Rb、Re各为H或与它们连接的氮原子一起形成含氮杂环，所述含氮杂环任选地被至少ー个其它氮原子中断和任选被氧代基团取代。5.权利要求4所述的用途，其中η是8-16的整数，R1= H并且R2 = Ra-N-RbRc，其中Ra是-CH2-CH2-链和Rb、Re与它们连接的氮原子一起形成五元或六元饱和的含ニ氮杂环。6.权利要求5所述的用途，其中所述化合物是UDE...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·希达尔戈，JP·吉莱，G·巴雷托，F·曼蒂西，
申请(专利权)人：阿肯马法国公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。