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基于石墨烯气凝胶的定形相变材料储热性能研究
  • ISSN号:1671-8097
  • 期刊名称:《热科学与技术》
  • 时间:0
  • 分类:TK124[动力工程及工程热物理—工程热物理;动力工程及工程热物理—热能工程]
  • 作者机构:[1]浙江大学热工与动力系统研究所,浙江杭州310027, [2]山东大学晶体材料国家重点实验室,山东济南250100
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51276159); 浙江省自然科学基金资助项目(LY16E060002)
中文摘要:

使用石墨烯气凝胶(graphene aerogel,GA)为导热骨架,十六醇作为相变材料,制备出一种用以储热的定形相变材料。利用FITR、XRD、SEM、激光闪光法和DSC等手段对样品的微观形貌、化学结构以关键热物性进行了表征,同时也测试了样品实际吸/放热的速率。结果表明,GA的多孔结构可以有效防止相变材料的泄露。同时,高导热的石墨烯在相变材料中建立起额外的导热通路,使得样品的导热系数提高了20%。重复吸放热50次后发现,样品的融化/凝固焓并没有因为GA的加入明显下降,分别为229.2和229.5kJ/kg。吸/放热温度曲线表明,在以导热为主的传热过程中,拥有更高导热系数的定形相变材料比纯十六醇具有更快的融化/凝固速率。而在自然对流为主的传热过程中,由于GA较强的毛细作用,十六醇的流动性被削弱,定形相变材料的融化/凝固速率低于纯十六醇。

英文摘要:

1-hexadecanol was infiltrated into the open-cell structure of graphene aerogel(GA)to prepare a form-stable phase change material for thermal energy storage.The morphology,chemical structure and key thermophysical properties of the as-synthesized sample were characterized by FTIR,XRD,SEM,nano flash and DSC ways.The results demonstrate that the high porosity of GA can efectively prevent the liquid PCM from leakage.In addition,the extra thermal conduction pathway provided by GA enhances the thermal conductivity of pure 1-hexadecanol by 20%.After 50 heat storage/release cycles,no obvious decrease is observed in the melting and freezing enthalpies of GA/1-hexadecanol,which are 229.2 kJ/kgand 229.5 kJ/kg,respectively. Furthermore,the improved thermal conductivity endowed GA/1-hexadecanol sample with higher cooling/freezing rates during the procedure of conduction-governed heat transfer.However,during the heat transfer process dominated by natural convection,the high porosity of GA contributed to a higher capillary force,which leads to a greater flow resistance of 1-hexadecanol,thus the cooling/freezing rates of GA/1-hexadecanol are lower than the baselines of pure 1-hexacecanol.

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期刊信息
  • 《热科学与技术》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:大连理工大学
  • 主编:王补宣
  • 地址:大连市甘井子区凌工路2号大连理工大学
  • 邮编:116024
  • 邮箱:jtst@dlut.edu.cn
  • 电话:0411-84707963
  • 国际标准刊号:ISSN:1671-8097
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1472/T
  • 邮发代号:8-262
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:2346