2002年第5期节能(总第238期)ENERGYC0NSER'vATION能源材料的研究现状及发展前景(华中科技大学，武汉430074)秦培煜周世权摘要：能源材料是近10年来发展起来的一娄新型材料。它包括储能材料节能材料能量转换材料和被能材料等。主要应用于高效节能电加热器厦暮置．太阳咆储热加热嚣，工业余热利用储热加热筹，太阳能储能空调器．燃料电池，贮氢材料厦氢能利用厦梧反应堆电站等方面。关键词：能源材：储能材料；相变储热；相变材料；太阳能空调嚣中图分类号：TB34文献标识码：A文章编号：1004—7948c2002l05—0005—031引言大的方法是加微粒结构与盐类结晶物相类似的成核自从10世纪80年代出现能源危机及大量的能剂和搅拌，解决析出的方法是添加增稠剂，晶体结构源消耗导致的环境污染和温室效应，人们一直在研改变剂和搅拌。究高效能源，节能技术，可再生环保型能源，太阳能石蜡由直烷烃混合组成。常用石蜡PCM的熔利用技术等。由此产生了有广阔应用前景的太阳能点为一12～759℃，熔解热为150kJ／kg到250kJ／kg。储热热水器及加热器，太阳能空调器、燃料电池、贮优点是熔解热大，一般不过冷、不析出、性能稳定，无氢及氢能利用、核能电站等。在这些技术中能源材腐蚀性且在有机PCM中价格最低，缺点是导热系数料具有突出和重要的作用。小和密度小。酸酯类也是常用的有机PCM，其性能2相变储热材料特点与石蜡相似。．本世纪3O年代以来，特别是受80年代能源危目前所用相变储热材料主要有固一液(s_L)相机的影响，相变储热(LTES)的基础理论和应用技术变储热材料，固～固(s～s)相变储热材料。固一固研究在发达国家(如美国、加拿大、日本、德国等)迅相变储热材料主要是通过晶体有序一无序结构转变速崛起并得到不断发展。材料科学，太阳能，航天技进行可逆：l也吸、放热。它主要有有机和无机两大类。术，工程热物理，建筑物空调采暖通风及工业废热利由于它具有不生成液态，体积变化小，无腐蚀，热效用等领域的相互渗透与迅猛发展为LTES研究和应率高和寿命长等优点而受到重视，主要包括交联高用创造了条件：LTES具有储热密度高，储热放热近密度乙烯，层状钙钛矿和多元醇，通过晶格变化放热似等温，过程易控制的特点。潜热储热是有效利用吸热。多元醇之间混合可形成“台金”，得到相变温新能源和节能的重要途径。提高储热系统的相变速度较宽的混台s—SPCM。但是，多元醇在s—s相率，热效率，储热密度和长期稳定型是目前面临的重变温度以上的转变为塑性晶体，易软化和挥发损失，蛭课题研究潜热储热的核心是研究材料的相变传使用时要用压力容器密封。而无机固一固相变储热过程热材料相变温度较高，且性能稳定，如层状钙钛矿类2．】相变材料的种类材料。如能将金属固一固相变温度降低到20℃左相变材料(PCM)主要包括无机PcM、有机PCM右，并使相变热达到lOOkJ／kg，将会使其在空调节能和复合PCM三类。无机PCM包括结晶水合盐，熔中得到广泛的应用。固一液相变储热材料主要是通融盐，金属合金和其他无机物；有机类PCM包括石过固一液相变进行可逆的吸、放热。它主要有熔盐蛄，酸酯和其他有机物；复合PCM主要是有机和无结晶水台盐，石蜡，共晶Al一．sj台金其中共晶机共融PcM的馄合物。Al—si合金为高温相变储热材料，相变温度可达到结晶水合盐提供了从几℃至100多℃熔点的近500℃以上，可用于高温储热。水合盐和石蜡可用于7O种可供选择的PCM该类PCM通常是中低温常温储热，但是水合盐易产生过冷和析晶。为改善PCM的最重要的一类，优点是价格便宜，体积储热此类材料的不定形性，其发展方向是通过包覆复合密度大，溶解热大，导热系数比有机PCM大，一般呈的方式来获得复台相变储热材料的。中性，缺点是过冷度大和易析出分离。解决过冷度有机一无机共融混台物是种类和应用范围最广节能2002年第5期6ENERCYCONSERVATION(总第238期)的类PCM，其相变温度为一140．0670~C．可供选变材料。该系列材料由石油精炼副产品组成，现已择的PCM达4300种。投放美、日商品市场。2．2相变材料储热的机理及特点国内主要探讨了三种相变材料纯物质：正十六相变材料从液态向固态转变时．要经历物理状烷、正十八烷、硬酯酸正丁酯，分别于三种建材基体态的变化。在这两种相变过程中．材料要从环境中[石膏板(：含纤维)、石膏纤维板及牯土砖一制成储吸热，反之．向环境放热。在物理状态发生变化时可能建材。相变材料为正烷烃的几种储能建材其潜热储存或释放的能量称为相变热．发生相变的温度范远大于相变材料为硬酯酸正丁酯的建材，化学性质尉很窄物理状态发生变化时，材