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二维蒙脱石-硬脂酸相变储能材料的制备与性能表征开题报告

 2020-04-16 01:04  

1. 研究目的与意义(文献综述)

能源是人类赖以生存的基础。目前,随着全球经济的快速发展,化石能源的枯竭性危机和环境污染问题越来越严重,人类正面临前所未有的能源危机。因此,提高能源的利用效率、开发可再生能源和可利用的新能源成为当今社会面临的重要课题。

随着太阳能、风能和海洋能等间歇性绿色能源的发展,储能技术越来越受到重视。相变储能材料是指在物相变化过程中,可以与外界环境进行能量交换(从外界环境吸收或者释放能量),从而达到能量利用的目的[1]。同其他储能方式比较,相变储能具有以下[2,3]优点:(1)相变储能材料相变时体积变化较小,且能量密度高,可在较小的空间内储存大量的能量;(2)可重复利用,性能较稳定;(3)物质相变时在等温或接近等温的条件下发生,因此在蓄热和放热的过程中,温度和热流基本恒定。因此,相变储能技术在工业节能和新能源利用领域日益受到重视。

一般而言,储热相变材料可分为有机和无机相变材料。无机相变材料主要有结晶水合盐、熔融盐、金属及合金类等[4]。这类相变材料优点:溶解度大、导热系数高、相变体积小、价格便宜等,其缺点是:过冷度大、易生产相分离和老化变质等不利影响。常用的有机相变材料有石蜡、高级脂肪烃类、硬脂酸等脂肪酸类或其脂类、醇类及其他一些高分子[5]。这类储能材料的优点是固体成型好、不易发生相分离及过冷现象、腐蚀性较小、性能稳定。缺点是导热系数小、密度小、易挥发、易泄露等。相较于无机相变材料,有机相变材料稳定循环性能更好,使用寿命更长,因此使用更广泛[6]。

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2. 研究的基本内容与方案

研究目标:

揭示蒙脱石纳米片微胶囊相变材料形成的本质规律,以此制备出全新概念的二维蒙脱石纳米片微胶囊复合相变材料,通过大幅提高对相变材料的负载容量来提高相变储热容量,实现热能的高效利用。

具体研究目标如下:

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3. 研究计划与安排

第01~02周 通过查阅文献大致了解国内外制备相变储能材料的现状;

第03~04周 查阅相关文献资料,明确研究内容,确定试验方案,完成开题报告;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] d.k.tsui, g.k. michalopoulos, hyperbranched polyester modified montmorillonite:anovel phase change material for energy storage, 55 (2008) 4–6.doi:10.1111/1744-1633.12020.

[2] m. li, z. wu, a review of intercalationcomposite phase change material: preparation, structure and properties, renew.sustain. energy rev. 16 (2012) 2094–2101. doi:10.1016/j.rser.2012.01.016.

[3] m. li, q. guo, s. nutt, carbonnanotube/paraffin/montmorillonite composite phase change material for thermalenergy storage, sol. energy. 146 (2017) 1–7. doi:10.1016/j.solener.2017.02.003.

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