相变材料和相变储能技术47页PPT
相变材料储能
相变材料储能
相变材料储能是一种新型的储能技术，它利用物质在相变过程中释放或吸收的潜热来储存和释放能量。
相变材料储能具有高能量密度、长寿命、高效率、环保等优点，被广泛应用于太阳能、风能等可再生能源的储能系统中。
相变材料储能的原理是利用物质在相变过程中释放或吸收的潜热来储存和释放能量。
相变材料一般分为两种类型：一种是固-固相变材料，如硅、钛、铝等；另一种是固-液相变材料，如蜡、盐水等。
在储能过程中，相变材料从低温相转变为高温相，吸收热量，储存能量；在释放能量时，相变材料从高温相转变为低温相，释放热量，输出能量。
相变材料储能具有高能量密度、长寿命、高效率、环保等优点。
相比传统的储能技术，如电池、超级电容器等，相变材料储能具有更高的能量密度和更长的寿命。
同时，相变材料储能的效率也更高，可以达到90%以上。
此外，相变材料储能不会产生污染物，对环境友好。
相变材料储能被广泛应用于太阳能、风能等可再生能源的储能系统中。
在太阳能储能系统中，相变材料储能可以将太阳能转化为热能，储存起来，以便在夜间或阴天使用。
在风能储能系统中，相变材料储能可以将风能转化为热能，储存起来，以便在风力不足时使用。
相变材料储能是一种新型的储能技术，具有高能量密度、长寿命、高效率、环保等优点，被广泛应用于太阳能、风能等可再生能源的储能系统中。
相信随着技术的不断发展，相变材料储能将会在未来的能源领域中发挥越来越重要的作用。
相变储能PPT课件
未来相变储能技术的发展方向
新型材料的研发
未来相变储能技术将更加注重新 型材料的研发和应用，以提高储
能效率和安全性。
智能化控制
随着物联网、云计算等技术的发展， 未来相变储能技术将更加注重智能 化控制，实现能源的智能调度和优 化管理。
广泛应用前景。
航空航天领域
总结词
相变储能技术在航空航天领域中具有重要应用价值，能够为航天器的温度调节提供稳定可靠的解决方 案。
详细描述
在航空航天领域，航天器的温度调节是一个关键问题。相变储能技术由于其高效稳定的温度调节特性 ，被广泛应用于航天器的温度控制系统。通过在航天器中应用相变储能技术，可以确保航天器在各种 复杂环境下都能够保持稳定的温度状态，从而提高航天器的可靠性和安全性。
工业余热回收案例
总结词
相变储能技术在工业余热回收领域的应用， 通过回收和再利用工业生产过程中产生的余 热，提高能源利用效率。
详细描述
在工业生产过程中，大量余热被浪费。相变 储能技术可以将这些余热储存起来，并在需 要时释放。例如，在钢铁、化工等高能耗产 业中，相变储能技术可以用于回收烟气、冷 却水等过程中的余热，再用于供暖、发电等 用途，提高能源利用效率，降低生产成本。
THANKS FOR WATCHING感谢您的Biblioteka 看电池热管理案例要点一
总结词
相变储能技术在电池热管理领域的应用，通过控制电池温 度，提高电池性能和使用寿命。
要点二
详细描述
电池在充放电过程中会产生热量，过高的温度会影响电池 性能和使用寿命。相变储能技术可以通过在电池组中添加 相变材料，实现对电池温度的有效控制。在电池温度升高 时，相变材料吸收热量并储存，降低电池温度；在电池温 度降低时，相变材料释放热量，维持电池温度稳定。这种 技术可以提高电池的充放电性能和使用寿命。
相变储能材料
相变储能材料
相变储能材料是一种能够通过相变过程来储存和释放能量的材料。
相变储能技术已经在太阳能热发电、节能建筑、热管理系统等领域得到了广泛应用，因此对于相变储能材料的研究和开发具有重要意义。
首先，相变储能材料具有高储能密度。
相变储能材料通过固液相变或液气相变过程来吸收或释放能量，其储能密度远高于传统储能材料，可以在相对较小的体积内储存大量的能量，这使得相变储能技术在空间受限的场合具有明显的优势。
其次，相变储能材料具有良好的循环稳定性。
相变储能材料在能量储存和释放过程中可以进行多次相变，而且其相变过程不会导致材料结构的破坏，因此具有较好的循环稳定性，可以实现长期稳定的能量储存和释放。
再次，相变储能材料具有快速的响应速度。
相变储能材料在吸收或释放能量时具有较快的相变速度，可以在短时间内完成能量的储存或释放，因此可以满足对能量响应速度要求较高的应用场合的需求。
此外，相变储能材料具有良好的环境友好性。
相变储能材料大多采用无机盐、有机物质等作为相变媒质，这些材料在相变过程中不会产生有害物质，因此具有较好的环境友好性，可以满足绿色能源和环保建筑等领域对材料环境友好性的要求。
综上所述，相变储能材料具有高储能密度、良好的循环稳定性、快速的响应速度和良好的环境友好性等优点，因此在能源储存和节能领域具有广阔的应用前景。
未来，随着相变储能材料技术的不断进步和完善，相信其在新能源领域将发挥越来越重要的作用。
相变储能材料
相变储能材料相变储能材料是一种能够在相变过程中储存和释放能量的材料。
相变是指物质由一个相态转变为另一个相态的过程，例如固体变液体、液体变气体等。
相变储能材料利用相变过程中释放和吸收的潜热来储存和释放能量，具有较高的能量密度和相对较长的储能时间。
相变储能材料主要包括两种类型：固液相变储能材料和固气相变储能材料。
固液相变储能材料是指能够在固液相变过程中储存和释放能量的材料。
常见的固液相变储能材料有蓄热水泥、蓄热石膏等。
这些材料在相变过程中会吸收大量的热量，从而达到储能的目的。
在储能时，这些材料被加热至相变温度以上，吸收热量并将其储存起来；在释放能量时，它们会释放出储存的热量，从而达到供热、制冷等目的。
固气相变储能材料是指能够在固气相变过程中储存和释放能量的材料。
常见的固气相变储能材料有液化气体、气体混合物等。
这些材料在相变过程中会吸收或释放大量的热量，并将其储存或释放。
在储能时，这些材料被加热至相变温度以上，吸收热量并将其储存为潜热；在释放能量时，它们会释放出储存的热量，从而达到供热、制冷等目的。
相变储能材料具有许多优点。
首先，相变储能材料具有高能量密度，能够在相对较小的体积中储存大量的能量。
其次，相变储能材料具有较长的储能时间，能够在相变过程中保持储存的能量，不易损耗。
此外，相变储能材料具有较高的热传导性能，能够有效地储存和释放能量。
相变储能材料在许多领域都有广泛的应用。
例如，它们可以用于建筑材料，以提供节能环保的供暖和制冷解决方案。
此外，它们还可以用于储能设备，例如相变储能电池，以提供持久的能量供应。
总之，相变储能材料是一种有着较高能量密度和相对较长储能时间的材料，能够在相变过程中储存和释放能量。
随着节能环保的需求不断增加，相变储能材料有望在各个领域得到更广泛的应用。
相变储能材料
3 储能材料的遴选原则
❖ 高储能密度 ❖ 相变温度 ❖ 相变过程 ❖ 导热性 ❖ 稳定性 ❖ 密度 ❖ 压力 ❖ 化学性能 ❖ 体积变化 ❖ 过冷度
包括无机类和有机类两种
固-液相变储能材料-无机类
❖ 无机相变储能材料包括结晶水合盐、熔融盐、金属合金和 其他无机物。
❖ 应用最广泛的是结晶水合盐。其可供选择的熔点范围较宽 ，从几摄氏度到一百多摄氏度，是中温相变储能材料中最 重要的一类。
❖ 使用较多的主要是碱及碱土金属的卤化物、硝酸盐、磷酸 盐、碳酸盐及醋酸盐等。
相变储能技术
❖ 当今能源已经从主要依赖化石燃料缓慢而稳步地向着能源多元化 的方向发展，特别是自然能源的扩大利用。
❖ 储能：又称蓄能，是指使能量转化为在自然条件比较稳定的存在 形态的过程。
❖ 储存形态：机械储能、化学储能、电磁储能、风能储存、水能储 存。
❖ 无论在工业生产和日常生活中，能量储存非常重要。 ❖ 近年来能源科学和材料科学领域中十分活跃的前沿研究方向。
固-液相变储能材料-有机类
❖ 这类相变储能材料常用的有石蜡、烷烃、脂肪酸或盐类、 醇类等
❖ 高分子类有聚烯烃类、聚多元醇类、聚烯醇类、以及其他 的一些高分子。其中典型的有尿素、硬脂酸、CnH2n+2、 CnH2n、聚乙二醇等。
❖ 有机相变储能材料复合形成二元或多元相变储能材料。
2.1 固一液相变储能材料
相变储能材料的应用
相变材料的应用
❖ 在太阳能供暖系统上的应用 ❖ 在工业加热过程的应用 ❖ 在纺织行业的应用 ❖ 在建筑领域的应用
相变材料
相变材料(Phase Change Materials，简称PCM。
所谓相变储能是指物质在相变化过程中吸收或释放能量．正是这一特性构成了相变储能材料具有广泛应用的理论基础。
相变材料从液态向固态转变时，要经历物理状态的变化。
在这两种相变过程中，材料要从环境中吸热，反之，向环境放热。
在物理状态发生变化时可储存或释放的能量称为相变热，发生相变的温度范围很窄。
物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变。
大量相变热转移到环境中时，产生了一个宽的温度平台。
相变材的出现，体现了恒温时间的延长，并可与显热和绝缘材料在热循环时，储存或释放显热。
其原理是：相变材料在热量的传输过程中将能量储存起来，就像热阻一样将可以延长能量传输时间，使温度梯度减小。
由于相变材料具有在相变过程中将热量以潜热的形式储存于自身或释放给环境的性能，因而通过恰当的设计将相变材料引入建筑围护结构中，可以使室外温度和热流波动的影响被削弱。
把室内温度控制在舒适的范围内。
此外，使用相变材料还有以下优点：其一，相变过程一般是等温或近似等温的过程，这种特性有利于把温度变化维持在较小的范围内，使人体感到舒适；其二，相变材料有很高的相变潜热，少量的材料可以储存大量的热量，与显热储热材料(如混凝土、砖等)相比，可以大大降低对建筑物结构的要求，从而使建筑物采用更加灵活的结构形式。
《相变蓄能建筑材料的研究》简介能源的可持续发展是当今世界的一大难题。
解决该难题的基本途径有两个一是依靠科技进步，发明或者发现当前能源的替代品，二是研究新型节能技术，减少能源消耗。
在开发新能源方面，太阳能的开发利用受到很大的重视。
太阳能几乎是取之不尽，用之不竭的清洁能源。
世界能源专家认为，太阳能将是本世纪的主要能源。
然而在太阳能利用方面存在一个突出的问题一太阳能的间断性，这跟昼夜交替以及天气情况有关。
因此，迫切需要一种材料能存储太阳能，使之成为一种能连续使用的能源。
在节能方面，余热或者废热的回收过程中也涉及到能量的存储问题，需要用到储能材料。
相变储能材料和相变储能技术
相变储能材料和相变储能技术Document number：BGCG-0857-BTDO-0089-2022相变储能材料及其应用物质的存在通常认为有三态，物质从一种状态变到另一种状态叫相变。
相变的形式有以下四种：(1)固—液相变；(2)液—汽相变；(3)固—汽（4）固-固相变。
相变过程个伴有能量的吸收或释放，我们就可以利用相变过程中有能量的吸收和释放的现象，利用相变材料来存储能量。
比如用冰贮冷，冬天，在寒冷的地区，人们从湖面、河面冻结的厚冰层中获取冰块，贮存于“冰屋”中，利月锯末隔热、冰块可存放到夏季结束。
这是冰块就可以起到现在冰箱的效果了。
储能想变成材料一般而言，储热相变材料可以这么进行分类下面我们对相变储能材料进行逐一分析：1、固-液相变材料：（1）结晶水合盐：结晶水合盐种类繁多，其熔点也从几度到几百度可供选择，其通式可以表达为AB?nH 2O 。
结晶水合盐通常是中、低温贮能相变材料中重要的一类，其特点是：使用范围广，价格较便宜、导热系结晶水合盐（如Na 2 SO 4?10H 2O ）熔融盐金属（包括合金）其他无机类相变材料（如水） 无机物 有机物 石蜡酯酸类其他有机混合类 有机类与无机类相变材料的混合相变材料数较大(与有机类相变材料相比)、溶解热较大、密度较大、体积贮热密度较大、一般呈中性。
但此类相变材料通常存在过冷和析出两大问题。
所谓过冷是指当液态物质冷却到“凝固点”时并不结晶，而须冷却到“凝固点”以下一定温度时方开始结晶；而析出现象指在加热过程中，结晶水融化，此时盐溶解在水中形成溶液。
结晶水合盐的代表有芒硝、六水氯化钙、六水氯化镁、镁硝石等（2）石蜡：石蜡主要由直链院烃混合而成，可用通式C n H 2n +2表示，短链烷烃熔点较低，但链增长熔点开始增长较快，而后逐渐减慢。
随着链的增长，烷烃的熔解热也增大，由于空间的影响，奇数和偶数碳原子的烷烃有所不同，偶数碳原子烷烃的同系物有较高的熔解热，链更长时熔解热趋于相等。
纳米相变材料
六、纳米相变材料研究展望
纳米相变材料不论是从纳米复合相变材料还是普通纳米相变材料来说，现阶段人们 对于它的研究主要还是从实验方面来入手，这就导致人们不能根据自身的需要来定 向的制作纳米相变材料，很多事情并不能过得到理论的解释。我认为，以后的研究 重点应该放在理论方面，从理论方面入手去充分研究纳米相变材料。
界面效应：很大比例的原子是处于缺陷环境 中→力学性能的变化。具有特殊而新奇的 力学性质。 牙齿之所以具有很高的强度，是因为它是 由磷酸钙等纳米材料构成的.
第23页/共49页
左图 纳米金粒子的 熔点与粒子尺寸的关
系
右图 纳米粒子表面原 子与粒径的关系
第24页/共49页
根据粒子直径计算的球状粒子表面积变化规律 纳米级密度6.7 g/cm3（纯Fe和Fe3O4的平均密度）
第10页/共49页
纳米胶囊粒径分析
纳米胶囊的粒径分析
结果显示纳米胶囊的粒径分布相对集 中，主要分布在50-200纳米范围内
第11页/共49页
纳米胶囊表面形态分析
半月形
纳米胶囊透射电镜照片
可以看出纳米胶囊呈球形，囊心（浅色部 分）和囊壁（深色部分）之间存在明显的 界线，只有极少部分的胶囊形貌呈半月形
特有表征法
透射电镜法
扫描电镜法 隧道扫描电镜法
粒度分析法 比表面积法
第9页/共49页
纳米胶囊表征举例
• 纳米胶囊的囊心为正十八烷壳材为聚苯乙烯。 • 用粒度分析仪对样品进行粒径分布分析。 • 用透射电镜对样品进行表面形貌分析。 • 用红外光谱仪对样品进行结构组成分析。 • 用热分析仪对样品进行热失重分析。
胶囊法
吸附法 其他 方法
2.1 纳米胶囊相变材料