902 储热-贮热-蓄热材料概要

lengrekeji（冷热科技）

蓄热（也称储热、贮热等）是指把富余热能蓄存起来，转移到其他地点、时段应用。

蓄热技术的主要构成有蓄热材料、蓄热元件、蓄热装置、蓄热应用等，其中最核心的蓄热材料。

蓄热材料通常可通过显热、潜热、化学能等形式蓄热，其中显热蓄热时伴随温度的较大幅度变化，潜热蓄热是目前的主要形式，化学能蓄热可能有较大的蓄热密度，且可能把富余热能转化为适宜物质，是重要发展方向。

显热蓄热材料通常有水、石块、土壤等，成本低，但蓄热密度较小，目前研究较多的是土壤跨季节蓄热蓄冷。

化学能蓄热材料也简称化学蓄热材料，通常有金属氢氧化物、金属氢化物、金属盐氨合物、结晶水合物等。

潜热蓄热材料也称相变蓄热材料，通常利用固液相变和固固相变，前者蓄热密度较大，后者应用方便（如可制成纤维用于蓄热服装、制成型块用于蓄热墙体等）。

固液相变材料通常有水、高级脂肪烃类（正十六烷、正十八烷、石蜡等）、脂肪酸及其酯类（硬脂酸、棕榈酸等）、高分子类（聚乙二醇类等）、结晶水合盐类（Na₂SO₄.10H₂O, Mn(NO₃)₂.6H₂O等）、熔融盐类（LiF、NaF、CaF₂等）、金属及合金类（铅-锡合金等）、共晶相变材料（具有相近熔点和凝固点的无机或有机材料构成的多元共晶体）等。

固固相变材料主要基于材料骨架微结构变化（构象）相伴随的能量变化实现，通常有多元醇类（季戊四醇、新戊二醇、三羟甲基乙烷等）、无机盐类（Li₂SO₄、KHF₂等）、有机高分子类（高密度聚乙烯）等。

单型蓄热材料可能存在一定局限，如固固相变材料可能蓄热密度不太高，固液相变材料在蓄热放热过程中伴随形状和体积变化、易泄漏流淌等，无机相变材料可能有过冷问题，有机相变材料可能热导率较低等，困此，可通过不同类型蓄热材料相复合的途径得到较好解决。

如在有机相变材料中添加导热性较好的碳、铜、氧化铜、铝、高导热无机材料（如二氧化硅、一氮化铝、一氮化硼、四氮化三硅、碳化硅、氧化镁、氧化铝、氧化锌等）微粉或纤维等；

再如在导热良好的材料骨架中填充导热性较弱的相变蓄热材料，良导热骨架材料如膨胀石墨、泡沫金属、泡沫碳、泡沫陶瓷等。

复合相变材料的常用制备方法：

复合蓄热材料的型式还有很多，如可通过适宜方法形成微胶囊，即把固液相变蓄热材料包裹在适宜的成型壳体内，再利用微胶囊制作蓄热元件；固固相变微粒或微胶囊也可与适宜液体混合形成蓄热浆液，便于输送和分配。