可用于太阳能热电发电的、具有强化导热和可逆热致变色性能的双层形状稳定复合相变材料

发布时间:2021年10月08日


近年来,与相变材料相关的能量转换技术及系统受到广泛关注。如何将从太阳能获取的热量转化为可利用的电能,尤其是稳定输出的电能,具有重大意义。鉴于三维多孔支架可以同时改善相变材料的形状稳定性和导热性,本工作通过两步冷冻浇铸制备了一种新型的双层多功能三维多孔混合支架,其中黑色的上层支架由细菌纤维素(BC)和热致变色粒子组成,具备可逆光吸收功能;白色的下层导热骨架由BC和氮化硼(BN)组成,通过加入BN来增强支架的传热能力。真空浸渍获得的双层复合相变材料表现出优异的综合性能,包括优秀的储能密度、优异的形状稳定性、高导热性和可逆光吸收能力。特别是,当其在光-热-电发电系统中用作热源时,在光照下,上层可逆变色相变材料进行高效的光热转换,并通过下层导热复合相变材料将热量快速传递到相变材料内部,进行热量储存;完成相变后,上层相变材料褪色变白,吸光能力减弱,复合相变材料在持续的光照下呈现出较为稳定的热量输出,从而可通过温差发电系统输出长时稳定的电压,实现从可再生的太阳能到可利用的电能的有效转换。本工作有望为能源转换和利用的创新提供一种新的思路。

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Li-Sheng Tang, Yi-Cun Zhou, Ling Zhou, Jie Yang*, Lu Bai, Rui-Ying Bao, Zheng-Ying Liu, Ming-Bo Yang, Wei Yang*. Double-layered and shape-stabilized phase change materials with enhanced thermal conduction and reversible thermochromism for solar thermoelectric power generation. 2021. 录用时间:2021.09.29. 全文链接https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.132773