
热储能技术(TES)是一种能量密度高、应用成本低的大规模储能方式。TES技术包括潜热存储、显热存储和热化学存储。其中,基于相变材料(PCMs)的潜热存储技术是一种非常有前景的热储能技术。PCMs能够在熔融和结晶过程中可逆地储存和释放大量潜热,可以解决热能供需在时间、空间或强度上不匹配的问题,已广泛应用于电子热管理、余热回收系统、谷电存储系统、智能调温纺织品、建筑材料等领域。
然而,应用最广泛的固-液相变材料存在一些缺点,包括相变过程中的液体泄漏、低导热性、低导电性。为了克服这些缺点,研究者开发了许多高导热、高导电的多功能载体材料来封装固-液相变材料,制备成定型复合相变材料和微纳胶囊。这些复合相变材料可以实现多种能量转换应用,如光热转换、电热转换、光热电转换、磁热转换、声热转换,这将促进多功能热能存储系统的发展和间歇性可持续能源的利用。2020年9月,北京科技大学王戈&北京师范大学陈晓团队以“Optimization Strategies of Composite Phase Change Materials for Thermal Energy Storage, Transfer, Conversion and Utilization”为题在《Energy & Environmental Science》(影响因子:39.714)上发表综述文章,系统总结了复合相变材料在储热、传热、能量转换和先进应用等方面的优化策略。
近年来,随着交叉学科的快速发展,多功能相变材料正在进入更前沿的跨学科领域。2023年3月,北京科技大学王戈&北京师范大学陈晓团队以“Phase Change Thermal Storage Materials for Interdisciplinary Applications”为题在《Chemical Reviews》(影响因子:72.087)上发表综述文章,全文共72页,5.4万字,40张图。讨论了相变材料的储热机理、传热机理和能量转换机理,总结了相变材料在交叉学科中的最新进展,揭示了复合相变材料的微观结构与热物性之间的关联性。最后,根据相变材料的交叉学科应用,提出了当前面临的挑战和未来的展望。
原文链接:
https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.2c00572
https://doi.org/10.1039/D0EE01355B