《潛熱型熔鹽儲能材料的製備及其多尺度熱質傳遞特性》是依託中國礦業大學，由饒中浩擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：潛熱型熔鹽儲能材料的製備及其多尺度熱質傳遞特性
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：饒中浩
- 依託單位：中國礦業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
潛熱型熔鹽儲能具有儲能密度高、成本低等優點，在熱能利用領域具有廣闊前景。本項目針對熔鹽相變儲能過程中的基礎問題，擬開展的研究內容如下：（1）基於鉀、鎂、氯等熔鹽體系的潛熱型儲能材料的製備與表征；（2）膠囊結構熔鹽相變儲能材料的熱物性測試與結構最佳化；（3）微介觀尺度下熔鹽膠囊的固液相變特性與熱穩定性；（4）熔鹽膠囊相變材料儲熱/釋熱特性及傳熱傳質過程強化。預期實現如下目標：（1）揭示不同工藝參數對膠囊粒徑的影響規律；（2）建立熔鹽結構參數和熱物性參數之間的內在聯繫；（3）揭示壁材封裝對熔鹽芯材過冷度和相分離以及熱穩定性的影響；（4）建立熔鹽膠囊相變儲能多尺度傳熱傳質理論模型。研究成果為熔鹽儲能材料的合理設計提供理論指導，進而促進熔鹽的大規模套用。
結題摘要
潛熱型熔鹽儲能材料具有儲能密度大、成本低等優點，在熱能存儲領域具有廣闊的套用前景。但是熔鹽在熱能存儲過程中過冷度大、穩定性差、導熱係數低和多尺度傳熱傳質規律等問題需亟待解決和探索。本項目通過對熔鹽儲能材料進行膠囊封裝，對膠囊材料的粒徑分布、形貌特性、熱物性以及材料的傳熱與流動特性進行研究，得到調控材料結構和提升儲熱性能的有效方法。本項目的主要研究內容如下：(1)基於鈉、鎂熔鹽體系的潛熱型儲能材料的製備與表征；(2) 潛熱型膠囊結構相變儲能材料的熱物性測試與結構最佳化；(3)潛熱型膠囊結構相變儲能材料的固液相變特性與熱穩定性研究；(4)潛熱型膠囊相變材料儲熱/釋熱特性及傳熱傳質過程強化研究。本項目所達成的研究目標如下：(1)通過溶膠凝膠法和乳液聚合法分別製備出了五水合硫代硫酸鈉/二氧化矽、七水合硫酸鎂/脲醛樹脂膠囊相變儲能材料，揭示了芯壁比、乳化劑添加量、攪拌速率等工藝參數對膠囊粒徑和形貌的影響規律；(2)通過測試不同芯壁比、乳化劑添加量等工藝下製備的潛熱型膠囊相變材料的熱物性，揭示芯壁比等參數與膠囊相變材料熱物性之間的內在聯繫，並結合分子動力學模擬的方法，得到製備膠囊最佳的材料配比和工藝條件；(3)通過搭建過冷度測試實驗台對潛熱型膠囊相變材料的過冷度進行測試，得到了膠囊結構與過冷度之間的關係，並通過熱重法和冷熱循環法揭示了膠囊結構對其熱穩定性的影響規律；(4) 通過實驗與Boltzmann等方法對潛熱型相變材料的多尺度傳熱與流動特性進行研究，並通過添加碳材料、金屬顆粒以及泡沫金屬等高導熱材料對儲能材料的儲熱過程進行傳熱強化，提出有效的傳熱強化方法。本項目公開發表SCI論文14篇，申請發明專利2項，項目成果培養中國礦業大學優秀博士論文1篇、獲第九屆“侯德榜化工科技青年獎”1項。本項目研究成果揭示了潛熱型熔鹽儲能材料微觀結構及其熱質傳遞規律之間的內在聯繫，為熔鹽儲能材料的合理設計提供理論指導，進而促進熔鹽的大規模套用。
