微胶囊包覆硝酸盐相变储热材料制备研究开题报告
2020-02-10 23:02:46
1. 研究目的与意义(文献综述)
1.1 课题背景
为有效应对化石燃料等不可再生能源的逐渐枯竭,以及燃料燃烧所带来的污染对人类生存与发展的挑战,近年来太阳能等诸多新能源技术受到了各方广泛关注和发展。而有效利用这些天然能源的一个很重要的问题就是如何高效地储存能量,以克服时间和空间的限制,降低能源供给和需求的错配,实现可再生能源地长足发展。
传统的储热技术是利用储热介质的“显热”来储存能量的,最常见的是水用作冷却液或传热介质。但依靠显热来储存地能量是有限的,而且吸收和放出热量的过程中储热介质的温度会发生很大的变化,这些都限制了储热技术的发展。而物质发生相变时会吸收或释放大量的能量,远高于显热所储存的能量。由于储热介质相变时的温度并不变化,因此称为“相变潜热”。而恒定的温度在实际应用中也有很大的优势。正是因为相变储热技术有着上述诸多优点,所以对其研究就显得尤为重要。虽然固体液体气体在相互转化的过程中都存在着相变潜热,而且固-气、液-气相变的焓值更高,理论上可以储存更多的热量,但固-气和液-气相变会产生很大的体积变化,所以实际使用的时候反而有很多限制。因此固-液相变是目前研究中的重点。相变储热材料从适用温度来分类通常分为高温场景的pcm、中温场景的pcm和低温场景的pcm。从相变材料来分类通常分为有机物类(如石蜡、多元醇、十八烷等)、无机盐类(如碳酸盐、硝酸盐、水合盐等)、和合金类(低熔点合金、钠、钾、锡等)。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容
材料制备:通过限水的溶胶凝胶法,以二氧化硅作为囊壁材料,以硝酸盐作为囊心材料,制备出高温场景下适用的、纳米/微米尺度的微胶囊包覆的硝酸盐相变储热材料,并结合碳纳米管等高导热的多孔材料,提高pcm的导热性,制备出微胶囊包覆的硝酸盐相变储热材料,以及将其复合多孔材料以改进导热性能的相关研究。
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。
第4-7周:按照设计方案,制备微胶囊包覆硝酸盐相变储热材料。
第8-11周:利用扫描电子显微镜(sem)、差热分析法(dsc)、傅里叶红外光谱仪(ftir)、x射线衍射仪(xrd)等对样品进行测试表征。
4. 参考文献(12篇以上)
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