揭秘相变储能材料的神奇力量与广泛应用
文章来源：贤集网 更新时间：2024-07-25 10:11:27
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在当今能源需求日益增长和环保要求不断提高的时代，寻找高效、可靠的储能方式成为了科学界和工业界共同关注的焦点。相变储能材料，作为一种具有巨大潜力的储能技术，正逐渐走进人们的视野，并在多个领域展现出独特的优势和广阔的应用前景。接下来，让我们一同深入探究相变储能材料的奥秘。 01 相变储能材料的理论基础 （一）热力学与能量转化 热力学第一定律表明能量守恒，相变储能材料在相态转变时固定或释放能量。热力学第二定律则对相变机制提出更高要求，需实现热量最优转化。 （二）储能原理 相变储能以热量为基本形式，相变储热又称潜热储热，物质相变过程吸收或释放的热量称为潜热，可转化为其他能量形式。 （三）材料特点及参数 相变储能材料具有高效储能、储热密度高、储热周期长、储热过程近似恒温、可逆且寿命长、易于维护、安全性高、环保等特点。相点、相变潜热、液相率、导热率等参数影响材料应用。 （四）材料分类 可按相变温度（低温、中温、高温）、相变状态（固-固、固-液等）、相变物质（无机、有机、复合）分类，方便研究和明确使用环境。  02 相变储能材料的应用领域 （一）太阳能与风能 在太阳能利用中，相变储能材料可直接潜热集热，吸收光伏板多余热量作备用能源，提高利用率。在风能领域，能平衡风电系统能量，保障稳定运行。 （二）燃料电池 燃料电池工作发热，相变材料可优化电池热管理，集成到电池组并配合智能调控系统，提升电池寿命和性能。 （三）建筑工程与冷链运输 在建筑工程中，相变储能材料用于屋顶隔热、墙体保温和玻璃暖房等，改善热环境。在冷链运输中，如食品和医用领域，有良好发展空间，相关研究已取得成果。 （四）电力系统 电力系统向新能源发展，易受可再生能源不稳定和间歇性影响。相变储能材料可用于调峰填谷，平衡电力供需差异。 （五）个体防护服 全球变暖趋势下，高温作业风险增加，相变材料制作的降温服有制冷好、便利、成本低等优点，能降低高温对人体伤害。 03 相变储能材料在建筑领域的应用 （一）BeiPCM产品及选择 BeiPCM是北京绿能团队自主研发的相变储能材料，定位在恒温冷链运输、绿色节能建筑等领域。建筑用相变储能材料要求相变过程体积变化小、相变温度适中且潜热大、长期稳定性好、无毒无腐蚀、原料价格低廉。 （二）节能原理 固-液相变储能材料在相变时吸热或放热调节温度，能降低建筑温度波动，减少能耗，提高热舒适性。通过对比普通建筑和复合PCM建筑，可看出其在维持室内温度稳定方面的优势。 （三）商业化应用 相变建筑材料早在美国能源部支持下用于建筑工业，20世纪90年代相关技术发展，德国BASF公司的应用案例显示其能减少空调使用频率，保持室内舒适环境。  04 典型相变储能材料 （一）膨胀石墨基与生物质碳基材料 膨胀石墨具高膨胀性和多孔结构，用作相变储能材料有高导热率等优势。生物质材料碳化后多孔且褶皱多，表面积大，利于传热，能提高潜热值，防止材料泄露。 （二）熔融盐材料 熔融盐是重要无机材料，特点是使用温度范围广、热容量和稳定性高，如HITEC熔盐，主要用于太阳能热发电。 （三）金属基陶瓷复合材料 金属相变材料储能密度和热稳定性好，陶瓷材料热性能佳，冷冻铸造法可制备热物理性能及各向异性良好的复合材料。 最后 零碳未来自主研发的高端复合相变储能材料已用于储冷、储热领域。如7.5℃相变储能材料适用于空调冷水系统蓄冷，58℃相变储能材料用于储热采暖等。材料经权威检测充放6000次性能损耗不超5%，相变温度可定制，对环境无害，灌装运输方式因材料状态而异，建议订购封装成品。 总之，相变储能材料在储能领域具有重要地位和广阔应用前景，虽存在一些问题，但不断研究和改进将推动其发展，成为未来储能的重要材料。 原文链接：https://www.xianjichina.com/special/detail_553051.html 来源：贤集网 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。 |
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