石墨烯相变材料论

石墨烯相变材料的研究摘要：随着热管理及热存储技术的发展，储热技术逐渐扮演着越来越重要的角色，于此同时寻找高性能的储热材料也成为了研究热潮。近年来，相变材料的发展为储热技术带来了福音，相比于其他热导率低

石墨烯相变材 料的研究 ：随着热管理及热存储技术的发展，储热技术逐渐扮演着越来越重要的角色，于此同时 摘要 寻找高性能的储热材料也成为了研究热潮。近年来，相变材料的发展为储热技术带来了福音， 相比于其他热导率低，储热性能差的储热材料，相变材料有着天然的优势。而在相变材料中， 石墨烯相变材料是如今发现的储热性能最优异的相变材料，通过将石墨烯作为填充材料，相 变材料的储热能力大大提升。 关键词：热存储相变材料储热材料石墨烯 前言： 在热能的存储和利用过程中，常常存在于在供求之间在时间上和空间上不匹配的矛盾，如 太阳能的间歇性，电力负荷的峰谷差，周期性工作的大功率器件的散热和工业余热利用等。 相变储能材料通过材料相变时吸收或释放大量热量实现能量的储存和利用，可有效解决能量 供求在时间和空间上不匹配的矛盾。因此，相变储能技术被广泛应用于具有间歇性或不稳定 性的热管理领域，如航空航天大功率器件的管理，周期性间歇式电子工作器件的散热，太阳 “” 能利用，电力的移峰填谷，工业废热余热的回收利用，民用建筑的采暖及空调的节能领域 等。近年来，相变储能技术成为能源科学和材料科学领域中一个十分活跃的前沿研究方向。 相变储能材料具有储能密度大储能释能过程近似恒温的特点。但多数相变储能材料存在热 导率低，换热性能差等缺点。采用具有高导热，低密度，耐腐蚀和化学稳定性好等优点的碳 - 材料对其进行强化传热，可有效提高系统换热效率。常用的固液定型相变储能材料实际上 是一类复合相变材料，主要是由两种成分组成：一是工作物质；二是载体基质。工作物质利 - 用它的固液相变进行储能工作物质可以是各种相变材料，如石蜡，硬脂酸，水合盐，无机 盐和金属及其合金材料。载体基质主要是用来保证相变材料的不流动性和可加工性，并对其 进行强化传热。 石墨烯是一种新型碳材料，它具有由单层碳原子紧密堆积而成的二维蜂窝状紧密堆积结构。 它是构建其他维度炭质材料的基本单元。石墨烯本身具有非常高的导热系数，并兼具密度小， 膨胀系数低和耐腐蚀等优点有望成为一种理想型散热材料。将石墨烯作为强化传热载体，有 可能克服单一相变材料热导率低的缺点，缩短复合体系热响应时间，提高换热效率实现复合 材料传热和储热一体化。 本文通过查阅大量文献以及亲自做实验得出了一些数据和结论。 正文 根据同济大学田胜力、张东、肖德炎、向阳等人年在《材料开发与应用》上发表的 1.2006 文章，他们对脂肪酸相变储能材料的热循环行为进行了系统的研究试验。试验选用了化学纯 的癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸和棕榈酸等四种脂肪酸为研究对象，利用差示扫描量热技术 （）测定了经过次、次、次和次反复热循环的相变材料的融化温度和融 DSC56112200400 化潜热，加速热循环试验结果显示：癸酸融化温度范围变窄了左右，肉豆蔻酸融化温度 4℃ 范围变宽了左右，月桂酸和棕榈酸的融化温度范围变化不明显，其中以棕榈酸的融化温 3℃