室溫熔鹽水合物相變儲能材料的理論和實驗研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展，人們生活水平的提高，人類對能源的需求日益增加，但能源的利用率仍不是很高，能源供應(yīng)緊張和環(huán)境保護問題日益突出。研發(fā)能充分利用低溫?zé)嵩吹男履茉词墙鉀Q能源緊張的重要途徑。室溫相變儲能材料是一種很重要的高效建筑節(jié)能材料，它具有可以充分利用低溫?zé)嵩礋崃?、儲能密度大、相變焓大、成本低廉等?yōu)點。然而目前已發(fā)現(xiàn)熔點在15 ℃-25 ℃之間的無機相變儲能材料非常稀少，且價格較貴。能否開發(fā)出更廉價、更安全(無安全隱患)、性能更優(yōu)異的室溫相變

2、儲能材料，將是室溫相變儲能材料走向?qū)嶋H應(yīng)用的關(guān)鍵。然而，現(xiàn)有的“炒菜”式尋找方法極為耗時耗財，為此，本研究采用熱力學(xué)模型對價格低廉、儲能密度大的多元鹽水體系進行相圖計算，尋找相變溫度在15 ℃-25 ℃之間的室溫相變儲能新材料，主要的工作有：
　　 1)評述了熱力學(xué)模型的研究及其應(yīng)用現(xiàn)狀，選擇了一種可靠的熱力學(xué)模型——BET 模型用于室溫相變材料的理論預(yù)測，并對BET模型重新進行理論假定和推導(dǎo)，擴展了其應(yīng)用范圍。
　　

3、2)根據(jù)模型研究的理論結(jié)果，編寫了參數(shù)擬合和相圖預(yù)測的程序。
　　 3)擬合NH4NO3的模型參數(shù),結(jié)合已有的LiNO3、Mg(NO3)2和NaNO3模型參數(shù)，用BET模型預(yù)測了三元體系LiNO3-NH4NO3-H2O、LiNO3-Mg(NO3)2-H2O、LiNO3-NaNO3-H2O和四元體系LiNO3-Mg(NO3)2-NaNO3-H2O的多溫溶解度相圖，尋找這些體系中可能存在的相變溫度在15 ℃-25 ℃的共晶點。

4、>　　 4)根據(jù)理論預(yù)測的結(jié)果，對預(yù)測的相變溫度在15 ℃-25 ℃的熔鹽水化物材料進行物性檢驗,包括材料的冷卻放熱曲線、升溫曲線等的測試。
　　 通過利用BET模型對以鋰、鎂鹽為基礎(chǔ)的多元鹽水體系進行相圖預(yù)測，研究發(fā)現(xiàn)在三元體系LiNO3-NH4NO3-H2O中存在一個相變溫度為16 ℃的共晶點，其組成為：LiNO3·3H2O：66.17 wt.[％],，NH4NO3：33.83 wt.[％]；四元體系LiNO3-Mg(NO

5、3)2-NaNO3-H2O中存在一個相變溫度為24.25 ℃的共晶點，其組成為：LiNO3·3H2O：67.4 wt.[％]，Mg(NO3)2·6H2O：26.9 wt.[％]，NaNO3：5.7 wt.[％]。通過對以上兩個材料的物性檢驗，所預(yù)測的該配比共晶點符合室溫相變儲能材料的要求。還通過實驗研究，在LiNO3-KNO3-H2O和LiNO3-Mg(NO3)2-KNO3-H2O兩個體系中找到了兩個室溫相變儲能材料。
　　 本