1.成果簡介
近日，我課題組師生在國際知名期刊Energy & Buildings（IF=7.201）上在線發(fā)表了題為“Ecofriendly chitosan-derived carbon aerogels based eutectic hydrated salts for good solar thermal energy storage and corrosion mitigation effect”的研究論文，該論文是以上海第二工業(yè)大學(xué)碩士研究生奚少博為第一作者，能源與材料學(xué)院汪玲玲教授和于偉教授通力指導(dǎo)。
新興的集潛熱儲存和光熱轉(zhuǎn)換于一體的技術(shù)在有效捕獲太陽能和促進(jìn)能源管理方面具有巨大的潛力。然而，相變材料（特別是水合鹽）具有太陽能吸收能力弱和腐蝕性強(qiáng)的特點(diǎn)，限制了相變材料的能量轉(zhuǎn)換性能和應(yīng)用前景。本文提出了一種集實(shí)用太陽能儲熱和緩蝕效果于一體的共晶水合鹽，通過冷凍干燥和炭化的簡便方法制備具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的多孔殼聚糖基碳?xì)饽z。MgCl2?6H2O-NH4Al(SO4)2?12H2O共晶浸漬后，具有良好的緩蝕效果，熱導(dǎo)率提高至0.77 W/mK，儲能密度高達(dá)214.8 J/g。基于碳納米材料和ZrC材料的協(xié)同光能吸收作用，共晶相變材料的光熱轉(zhuǎn)換效率高達(dá)89.5%。本工作為水合鹽的太陽能高效儲能和減緩腐蝕效應(yīng)提供了一種可行、經(jīng)濟(jì)的策略。
2.圖文信息
圖1 圖文簡介
圖2 制備示意圖及反應(yīng)機(jī)理
圖3 微觀表征測試
圖4 晶體表征及光學(xué)性能測試
圖5 形狀穩(wěn)定性測試
圖6空氣環(huán)境中吸水測試
圖7 DSC及熱性能測試
圖8 加熱和冷卻過程的紅外熱成像
圖9 光-熱轉(zhuǎn)換測試
圖10 熱導(dǎo)率測試
3.小結(jié)
本研究以殼聚糖基碳?xì)饽z為支撐材料，將共晶MgCl2?6H2O和NH4Al(SO4)2?12H2O為相變材料，構(gòu)建了一種有效太陽能儲能的共晶C-PCM/CA，儲能密度可達(dá)214.8 J/g，比純MgCl2?6H2O提高30.8%。此外，基于碳納米材料和ZrC材料的協(xié)同光能吸收作用，共晶相變材料可以有效地捕獲太陽能，表現(xiàn)出良好的光熱轉(zhuǎn)換效率(89.5%)。構(gòu)建共晶后，腐蝕分子減少流動擴(kuò)散，有效緩解了腐蝕效應(yīng)，同時冷卻過程中水合鹽的過冷問題得到解決。經(jīng)多次試驗(yàn)，所制備的共晶C-PCM/CA表現(xiàn)出良好的熱循環(huán)穩(wěn)定性，為集成實(shí)用的太陽能儲能和緩蝕效應(yīng)提供了一種有前景的策略。
文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2022.112336。