有机相变储能材料研究进展
摘要：有机相变储能材料凝固时无过冷和相变温度可调的特性对能源的开发和合理利用具有重要意义，主要包括固液相变，固固相变，复合相变三类。本文详细介绍了它们各自的特点，综述了近年来有机相变储能材料的研究进展，并探讨了有机相变储能材料在建筑节能、纺织业领域的应用。关键词：有机相变材料；储能；复合1引言化石能源的枯竭性危机及伴随而来的严重环境污染已成为制约社会发展的主要瓶颈1，因此开发新的能源以及提高能源利用率已成为迫在眉睫的社会问题。但能源的供应和需求在很多情况下对时间有很强的依赖性，为了解决能量供给在时间上失衡的矛盾，需要通过储能装置把暂时不用的能量储存起来，在需要的时候再让它释放出来2，而相变储能材料利用材料的相变特性，储、放热量大，以水为例，熔化1kg冰（固液相变）所吸收的热量是使1kg水升温1℃（显热储热）所需热量的80倍，即相变潜热储能技术用少量材料就可储存大量的能量3，因此相变储能材料的研究已得到科研工作者的极大关注。相变材料（PCM）是指在一定的温度范围内可改变物理状态（固液，液气，固固）的材料，以环境与体系的温度
f差为推动力，实现储、放热功能，并且在相变过程中，材料的温度几乎保持不变。具有储能密度大、储能能力强、温度恒定等优点，因而在智能调温服装4、建筑5及电子器件6等应用领域得到了广泛关注，主要包括无机、有机、无机有机复合材料三大类。无机相变材料虽具有导热系数大、价格便宜的优点，但存在过冷、相分离及腐蚀性强等缺陷7。与无机相变材料相比，凝固时无过冷现象，可通过不同相变材料的混合来调节相变温度是有机相变材料的突出优点，成为相变储能材料研究的新热点，有机相变储能材料主要包括固液相变，固固相变，复合相变三大类。本文主要从有机相变材料的类型和应用两方面阐述有机相变储能材料的研究进展。2有机固液相变储能材料有机固液相变储能材料主要包括脂肪烃类、脂肪酸类、醇类、聚烯醇类等，其优点是不易发生相分离及过冷，腐蚀性较小，相变潜热大8，缺点是易泄露。目前应用较多的主要是脂肪烃类与聚多元醇类化合物。石蜡是最典型的一种，长链烷烃的结晶化能够释放大量的潜热，表1列出了一些工业级石蜡的热属性9，从表1可以看出工业级石蜡具有很高的相变焓，基本都在190kJkg左右，但由于相变时体积变化大、相变后需要容器密封以防漏液，因此限制了其在工业上的广泛应r