膨胀石墨/多壁碳纳米管基共晶盐复合相变材料的制备及热特性

作者：张琦^*; 李银雷; 栗艳芳; 宋俊; 吴学红; 刘重阳; 张雪龄

来源：储能科学与技术, 2023, 12(08): 2435-2443.

DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2023.0245

• 共晶水合盐
• 复合相变材料
• 改性膨胀石墨
• 多壁碳纳米管

单一水合盐作为相变蓄热材料使用时常常由于过冷、相分离、易泄漏以及其相变温度而受到限制，因此迫切需要制备出一种储热密度高、相变温度适宜、热导率大的复合相变材料。本工作采用熔融共混法在NH4Al(SO4)2·12H2O(AASD)中掺入不同质量分数的MgSO4·7H2O(MSH)，成功制备了AASD-MSH共晶盐相变材料，其质量比为55∶45，相变温度为76.4℃，相变潜热为189.4 J/g。共晶盐的X射线衍射图谱和傅里叶红外光谱表明其为物理混合。引入质量分数1%成核剂CaCl2·2H2O及1%增稠剂可溶性淀粉降低共晶盐过冷度，过冷度从34.9℃降低至28.0℃。引入改性膨胀石墨(MEG)与多壁碳纳米管(MWCNTs)制备复合相变材料，改善共晶盐易泄漏及热导率低等问题，当MWCNTs质量分数为0.5%时，复合相变材料的热导率高达8.185 W/(m·K)，为共晶盐的19.98倍，其中共晶盐占比为75.6%，相变温度为74.3℃，相变焓值为133.5 J/g，过冷度进一步降低至22.2℃。热重实验表明与MEG-MWCNTs的复合增加了共晶盐的热稳定性，且经过100次冷热循环后复合相变材料的相变焓值基本不变，具有良好的循环稳定性。本工作制备得到的AASD-MSH/MEG-MWCNTs复合相变材料是一种相变温度适合、相变焓值较高、热导率较大的相变材料，且具有良好的热循环稳定性，应用潜力极大。

• 单位
  郑州轻工业大学