鹽湖工業(yè)副產(chǎn)物相變儲能材料應(yīng)用基礎(chǔ)研究.pdf

1、我國西部擁有大量的鹽湖資源，現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)需要大量的鋰資源，鹽湖鎂鋰大多共生，提取鋰之后剩余大量鎂基副產(chǎn)物資源廢棄沒有得到充分利用而污染環(huán)境，成為生產(chǎn)企業(yè)的一個難題。相變儲能技術(shù)是能源高效綜合利用和環(huán)境保護(hù)的重要手段之一，有著廣闊的應(yīng)用前景；而儲能材料是潛熱技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。無機(jī)相變儲能材料具有適用范圍廣，價格便宜等諸多優(yōu)勢，但多存在相分離、過冷、腐蝕性以及導(dǎo)熱系數(shù)低等問題。本課題在國家國防科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)專項(xiàng)的資助下，對鹽湖工業(yè)鎂基副產(chǎn)物資源

2、開發(fā)相變儲能材料進(jìn)行了應(yīng)用基礎(chǔ)研究，研究結(jié)果如下：
　　 (1)采用混合熔融法制備鎂基了PCM材料，采用差示掃描量熱法(DSC)討論Mg(NO3)2·6H2O和MgCl2·6H2O的比例對相變溫度和相變焓的影響，篩選出最佳的比例為60％Mg(NO3)2·6H2O和40％MgCl2·6H2O，其相變焓147.1J/g，相變溫度為56.8℃。
　　 (2)對篩選出的鎂基PCM進(jìn)行綜合熱分析，對PCM高溫穩(wěn)定性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)P

3、CM在196℃之前不會發(fā)生不可逆分解，結(jié)合XRD和SEM分析，得出材料的最高使用溫度為196℃。
　　 (3)利用自制裝置對PCM的過冷度進(jìn)行研究并篩選合適的成核劑，研究結(jié)果表明：鎂基PCM過冷度約為4.2℃，開始結(jié)晶溫度為52.6℃，結(jié)晶溫度為56.8℃。在所選的成核劑中，碳元素物質(zhì)對PCM的成核效果最好，0.5％石墨作為成核劑PCM的過冷度為0.5℃，1％的活性炭作為成核劑PCM的過冷度為1.4℃，其他幾類物質(zhì)對PCM成核效

4、果不明顯。
　　 (4)采用反復(fù)加熱冷卻循環(huán)的方法對PCM相分離現(xiàn)象及有效增稠劑的篩選進(jìn)行了研究，研究結(jié)果表明：鎂基PCM的相分離現(xiàn)象比較明顯，在實(shí)驗(yàn)過程中經(jīng)歷多次加熱冷卻循環(huán)相變溫度和相變焓分別由56.8℃和147.1J/g變化至51.31℃和99.45J/g。4種增稠劑對PCM的作用不盡相同，1％CMC和1％KGM能對PCM起到很好的穩(wěn)定作用，在100次循環(huán)后PCM的相變焓仍保有110J/g以上，較不添加增稠劑要高10J/g

5、左右；硅膠和聚丙烯酰胺對PCM起不到穩(wěn)定作用，無法作為增稠劑使用。
　　 (5)以瞬態(tài)法測定PCM的熱導(dǎo)率以及鱗片石墨和膨脹石墨對PCM的熱導(dǎo)率的增強(qiáng)作用。結(jié)果表明：PCM在室溫時的熱導(dǎo)率為0.35W/(m·K)。添加2.5％鱗片石墨后PCM的熱導(dǎo)率增長至2.33 W/(m·K)；添加2.5％的膨脹石墨PCM的熱導(dǎo)率為1.76W/(m·K)，并且增強(qiáng)材料含量對大體積塊體PCM熱導(dǎo)率的作用不是簡單的線性關(guān)系，而是一個分段函數(shù)。