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光热转换相变储能复合材料研究领域取得新成果

2022.06.28 来自:材料学院传媒中心

近日,北京林业大学研究团队在《Chemical Engineering Journal》上发布了名为《Biodegradable wood plastic composites with phase change microcapsules of honeycomb-BN-layer for photothermal energy conversion and storage》(《基于蜂窝状-BN层相变微胶囊的可生物降解光热转换与储能木塑复合材料》)的论文。



研究人员通过层层自组装开发了以正十八烷为核,SiO2/蜂窝结构BN为壳体的相变微胶囊,并在此基础上通过微结构设计在木塑复合材料中构建导热储热链路,制备出具有高储能密度和优异光热转换能力的新型储能木塑复合材料。



研究团队设计的两种微相变材料具有规则的球形,BN成功地锚定在SiO2壳层外,表现出蜂窝结构和良好的储热性能(140.4 J/g和140.6 J/g)。储热木塑复合材料(TES-WPC)具有较大的储能能力和温度调节能力。



具有独特蜂窝结构的BN-WPC(BN-WPC)具有较好的传热性能和光热转换效率(69.54%),其导热系数、比热容和储能效率分别提高了75.06%、87.06%和200%。



同时,BN-WPC独特的蜂窝结构增强了TES-WPC的界面结合强度,带来了良好的机械强度,其拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度和弯曲模数分别比S-WPC提高了51.16%、97.01%、81.28%和742.74%。



这些结果表明,本研究通过在传统微相变材料表面设计BN蜂窝结构层,获得了高性能TES-WPC的快速热响应,在住宅建筑、储热、太阳能集热系统和热调节等方面具有广阔的应用前景。


上述论文第一作者:孙璟萌;通讯作者:郭洪武、刘毅;第一完成单位:北京林业大学;项目支持单位:北京市自然科学基金(6184045)、中央高校基础研究基金(2018ZY12)。




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