随着全球对清洁能源和储能技术需求的不断增长,硫酸铝铵作为一种重要的无机水合盐相变材料,因其在储能领域的潜在应用价值而受到广泛关注。硫酸铝铵具有较高的相变潜热和稳定的化学性质,使其成为建筑供热、太阳能热水系统等领域的理想候选材料。然而,单一硫酸铝铵的相变温度较高,难以满足实际应用中的温度需求。因此,研究者们通过复合材料的设计与制备,探索出一种新型的硫酸铝铵基复合相变材料,以实现更优的热性能和应用前景。
《2025-2030年中国硫酸铝铵行业市场分析及发展前景预测报告》在本研究中,采用熔融共混法制备了硫酸铝铵与十水硫酸钠的共晶复合相变材料。通过精确控制两种水合盐的质量比,实现了单一相变材料的温度调控。实验结果表明,当硫酸铝铵与十水硫酸钠的质量比为8∶2时,复合相变材料的相变温度为71°C,潜热值为242.85 kJ/kg。这种复合材料不仅具有较高的相变潜热,还通过添加1%的氧化铝作为成核剂,将材料的过冷度从9.4°C降低至2.5°C,显著提高了材料的实用性能。
硫酸铝铵市场分析提到为了进一步提升硫酸铝铵基复合相变材料的热性能,研究中引入了高导热膨胀石墨。实验发现,添加膨胀石墨后,复合材料的导热系数提高至原材料的1.73倍,达到0.9109 W/(m·K)。这一改进不仅加快了相变材料的充热时间,还增强了其在实际应用中的热传递效率。此外,通过循环稳定性测试,发现改性后的复合相变材料在30次循环后潜热值为218.13 kJ/kg,潜热衰减仅为4.26%,显示出良好的循环稳定性。
在对硫酸铝铵基复合相变材料的储热密度进行分析时,通过搭建储热实验装置,测试了材料在充热和放热过程中的温度变化。实验结果显示,改性后的共晶相变材料的储热释热密度为259.27 kJ/kg,这一数值表明该材料在供热领域具有良好的应用潜力。具体而言,该材料能够在较低的温度下实现高效的热能存储和释放,满足建筑供热和太阳能热水系统等领域的实际需求。
在循环稳定性方面,硫酸铝铵基复合相变材料表现出色。实验中,添加膨胀石墨的复合材料在多次循环测试中保持了较低的过冷度,且相变潜热值衰减较小。这主要得益于膨胀石墨的多孔结构,它为相变材料提供了更多的成核位点,从而抑制了过冷现象的发生。此外,膨胀石墨的加入还增强了材料的结构稳定性,使其在多次相变过程中保持良好的性能。因此,这种硫酸铝铵基复合相变材料不仅在实验室研究中展现出优异的性能,而且在实际应用中也具有广阔的应用前景。
总结
本研究通过熔融共混法制备了硫酸铝铵与十水硫酸钠的共晶复合相变材料,并对其热性能、导热性能和循环稳定性进行了全面的测试与分析。实验结果表明,通过优化材料的配比和添加适当的成核剂及导热增强剂,可以显著提高硫酸铝铵基复合相变材料的性能。改性后的复合材料不仅具有较高的相变潜热和较低的过冷度,还展现出良好的导热性能和循环稳定性。这些特性使得硫酸铝铵基复合相变材料在建筑供热、太阳能热水系统等领域具有重要的应用价值,为未来清洁能源和储能技术的发展提供了新的材料选择。
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