生物质基复合储能材料的可调控相变行为研究

作     者：徐泽恺 刘昕达 兰璐璐 孟霞 李国栋 孔凡功 赵汝和 XU Ze-kai;LIU Xin-da;LAN Lu-lu;MENG Xia;LI Guo-dong;KONG Fan-gong;ZHAO Ru-he

作者机构：齐鲁工业大学(山东省科学院)生物基材料与绿色造纸国家重点实验室/制浆造纸科学与技术教育部重点实验室济南250353 加拿大查韦环境研究院温哥华V5M4P7 山东太阳纸业股份有限公司兖州272100 

基　　金：国家自然科学基金(31971605) 齐鲁工业大学(山东省科学院)校级教研项目(2020yb13) 齐鲁工业大学校级大学生创新创业项目(xj201910431108,xj201910431109) 山东省博士后创新项目(2020129) 

出 版 物：《齐鲁工业大学学报》 (Journal of Qilu University of Technology)

年 卷 期：2021年第35卷第5期

页      码：1-8页

摘      要：本研究以十水硫酸钠为相变主剂,先通过对其相变行为进行调控,获得了适宜人类居住温度范围的多元共晶体;再利用自然界中大量存在的农作物(玉米)秸秆纤维的自组装行为,对相变材料进行封装设计,构建了具有三维微纳多级孔道结构的生物质基复合储能材料,解决了相变材料在固-液转化过程中的相分离问题。采用差式扫描量热仪(DSC)、扫描电镜(SEM)、能量色散X射线光谱仪(EDX)、红外热成像仪和冻融循环实验等对复合材料的热性能、形貌结构、元素组成及分布、蓄放热行为和热循环稳定性进行了研究。结果表明,经过合理调控,生物质基复合储能材料的相变温度变化区间能够达到人类适宜居住的环境温度范围,熔化和凝固时的相变潜热分别为167.5 J/g和92.4 J/g,过冷度为3.9℃。纤维素纤维自组装形成的三维网络骨架为相变材料提供了优异的支撑能力和限域作用。复合材料中的各元素分布相对较为均匀,保证了其充分发挥蓄热和传热能力。复合材料的三维多级孔道结构为热量提供了连续的传输路径并增加了声子传输的平均自由程,减小了纤维与相变材料间的界面热阻,实现了相变材料与外界环境间的能量传递。冻融循环实验表明复合材料具有良好的热循环稳定性,该材料在节能建筑物领域展现出优异的应用前景。

主 题 词：生物质 农作物秸秆 储能材料 相变行为 

学科分类：081203[081203] 08[工学] 0835[0835] 0812[工学-测绘类] 

D　O　I：10.16442/j.cnki.qlgydxxb.2021.05.001

馆 藏 号：203105231...