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随着世界能源和我国能源的日趋紧张,储能材料在太阳能利用、工业废热利用、节能、工程保温材料、医疗保健等领域得到广泛的应用。 无机水合盐是较为理想的相变储能材料,但是在实际应用中普遍存在两个问题:一是大多数水合盐均有较严重的过冷问题;二是发生相分层。这使它们的实际应用遇到了严重的困难,而解决过冷及相分层问题就成为这一领域的技术重点和难点。 针对上述问题,本研究在国内储能材料研究领域首次提出了以下新设想:将水合盐与一种极易溶于水,溶液饱和蒸汽压极低的物质均匀混合,构成一个新的物系。利用水合盐的风化压力与其周围水蒸气分压的关系,使其发生脱水——水合反应,从而实现相变化。而不是采用传统的通过溶解——结晶的机制来实现相变化过程,因而从实验原理上解决了溶液过冷和相分层问题。 通过实验,本论文筛选确定了一种性能较好,具有实际应用前景的储能物系:NH4Al(SO4)2·12H2O—NH4NO3物系。该物系在58~59℃脱水—结晶,完全没有过冷现象;当H4Al(SO4)2·12H2O:NH4NO3=2.5:1(重量比),加热温度在62.0℃时,经过30次冻熔循环实验没有分层现象出现,并且熔化热比目前报导的所有物系都高(ΔH=278.54J/g)。验证了本理论设想的正确性,达到了本课题的研究目的。 上述研究成果的取得,成功地实现了本研究关于推动相变过程发生的新设想,丰富了相变储能材料研究领域的研究方法和内容。所确定的的物系是相变储能材料领域中一朵新的奇葩。