1. 成果簡介
近日，我校師生在基于直接太陽能存儲(chǔ)系統(tǒng)的爆米花生物質(zhì)多孔碳基己二酸復(fù)合相變材料的研究中取得重要進(jìn)展，相關(guān)成果發(fā)表于國際知名期刊Journal of Energy Storage（IF=6.583）上。
作為典型的吸收式太陽能集熱器，直接吸收式太陽能集熱器（DASC）在太陽能利用方面顯示出巨大的潛力。然而，由于太陽能的不穩(wěn)定性和不連續(xù)性，熱源難以持續(xù)輸出，因此直接太陽能存儲(chǔ)系統(tǒng)的開發(fā)很有吸引力，它可以將DASC系統(tǒng)和相變材料（PCM）存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)合在一個(gè)單元中。在本工作中，使用生物質(zhì)衍生的多孔碳（PC）作為太陽能吸收材料，己二酸（AA）作為PCM在直接太陽能存儲(chǔ)系統(tǒng)中，集成太陽能收集、光熱轉(zhuǎn)換和長期儲(chǔ)能體系已實(shí)現(xiàn)。AA+7wt%PC的光熱轉(zhuǎn)換效率高達(dá)93.83%。AA+7wt%PC的熱導(dǎo)率為1.18 W/(m·K)，比純AA (0.45
W/(m·K))高149%。PC-CPCM具有無過冷的優(yōu)點(diǎn)，儲(chǔ)能密度可告達(dá)195.05J/g。太陽能直接存儲(chǔ)系統(tǒng)中的PC-CPCM為集成太陽能熱收集與轉(zhuǎn)換、能量傳輸與存儲(chǔ)提供了新思路。
2. 圖文信息
圖1 圖文簡介
圖2 圖形摘要
圖3 (a) 具有閉環(huán)循環(huán)納米流體的典型 DASC。 (b) 一種基于真空管的直接太陽能存儲(chǔ)系統(tǒng)，將太陽能熱收集系統(tǒng)和 PCM存儲(chǔ)系統(tǒng)組合在一個(gè)單元中。
圖4（a-c）PC的SEM圖像和PC的（d-f）TEM圖像。
圖5 (a) CNT、EG、PC 和 ACG，(b) 具有不同 PC 含量的 PC-CPCM 的 UV-Vis-NIR 光譜。
圖6 熱性能測試
圖7 光-熱轉(zhuǎn)換測試
3.小結(jié)
該研究基于環(huán)保生物質(zhì)PC和AA的有機(jī)相變材料的新型復(fù)合相變材料被用于直接太陽能存儲(chǔ)系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)合了PC的高光吸收能力和AA的高蓄熱能力。當(dāng)太陽能不足或不可用時(shí)，該系統(tǒng)可用于提供持續(xù)的熱量。PC-CPCM的最佳含量為7wt%，達(dá)到93.83%的光熱轉(zhuǎn)換效率。AA+7wt%PC的熱導(dǎo)率為1.18 W/(m·K)，比AA (0.45 W/(m·K))高162%。同時(shí)，AA+7wt%PC仍具有較高的儲(chǔ)能密度（195.05 J/g）和熱能存儲(chǔ)效率（33.9%）。太陽能直接儲(chǔ)能系統(tǒng)的高效光熱轉(zhuǎn)換為集成太陽能熱收集與轉(zhuǎn)換、能量傳輸與存儲(chǔ)提供了一種新的、簡便的方法。
該成果以“Popcorn-derived porous carbon based
adipic acid composite phase change materials for direct solar energy storage
systems”為題發(fā)表在國際知名期刊Journal of Energy Storage（IF=6.583），上海第二工業(yè)大學(xué)碩士研究生邵斐龍為第一作者，上海第二工業(yè)大學(xué)能源與材料工程學(xué)院汪玲玲和于偉教授通力指導(dǎo)。文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.est.2022.104972。