1. 研究目的与意义(文献综述)
能量储存的研究是能源安全与可持续发展的战略性课题,其中热能的储存和利用与国计民生息息相关。储热技术,特别是相变储热技术是合理有效利用现有能源、优化使用可再生能源和提高能源利用效率的重要技术,是近20年来世界节能领域一个非常活跃的研究方向.随着太阳能、工程热物理、航天技术及工业余热回收利用等领域的相互渗透和迅猛发展,为相变储热的进一步研究和发展提供了丰厚的条件。
相变材料(phase change materials,简称pcm),又称为潜热储能材料(latent thermal energy storage materials),是利用物质发生相变时需要吸收或放出大量热量的性质(即相变焓)来储存或放出热能,进而调整、控制工作源或材料周围的环境温度。相变材料应用于建筑材料的研究始于1982年,由美国能源部太阳能公司发起,1988年由美国能量贮存分配办公室继续推动该项研究,并于麻省理工学院建筑系试验楼进行了试验性应用。20世纪90年代以pcm处理建筑材料的技术逐渐发展起来。随后,pcm在膨胀珍珠岩、石膏墙板等多孔建筑材料中开展了研究和应用。欧洲关于相变材料的研究历史也比较悠久,并已将相变材料应用于建筑围护结构当中,其最为著名的研究机构有德国弗赖堡夫琅费太阳能系统研究所、德国RubitheRm公司和德国巴斯夫公司(basf)。澳大利亚的teap公司也是进行相变材料研究的先驱者,并已研发了许多相变材料新产品。相变材料卓越的性能使其用途极为广泛,含有pcm的复合相变材料已涉及建筑行业、电子行业及纺织行业等诸多工程领域。
国内对相变材料的研究相对较晚,早期开展此项研究的学者有清华大学的张寅平及同济大学的张雄等人。此外,中国建筑材料科学研究总院研发的有机-无机复合相变材料现已达实用化程度,能够在建筑围护结构表面大规模应用,并且该机构正在制定《相变调温建材测试方法标准》,而《相变复合材料保温工程技术规定》(以下简称“规定”)已开始试行。由此可见,关于相变材料的研发速度正在加快,研究内容也在不断加深。相变材料的应用价值如此之大,其研究势必会成为世界各国的热点课题。
2. 研究的基本内容与方案
基本内容和目标:
1、了解复合相变材料的特点及应用前景。
2、掌握有机酸/sio2复合相变材料的原料选取和制备工艺。
3. 研究计划与安排
第1-3周,查阅查阅相关英文资料,完成文献翻译,明确研究内容,了解实验所需原料、仪器,确定技术方案,并完成开题报告;
第4-9周,按照设计方案,制备硬脂酸/sio2复合相变材料;
第10-12周,采用现代测试手段对复合相变材料的形貌结构和热物性能等进行测试分析;
4. 参考文献(12篇以上)
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