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中国矿业大学朱春宇教授课题组在中温相变储热领域取得新进展

2021.08.05 来自:中国矿业大学电力学院 卢家辉

以金属作为固-液相变材料(PCMs)一直以来都是相变储热领域的研究热点之一。然而,由于在相变过程中易发生泄露和腐蚀问题,金属相变材料的应用受到严重的限制。采用微胶囊封装技术制备相变微胶囊,可以解决金属融化后的泄露和腐蚀问题,对促进金属相变储热技术的大规模应用,具有重要意义。


目前,金属相变材料的微胶囊化比较困难,技术还不成熟。近日,电力学院朱春宇教授课题组通过简单的水蒸汽/水煮自氧化、高温热氧化两步处理的方法成功制备了具有核-壳结构的Sn SnO2相变微胶囊。两步法处理过程包括:1)水蒸汽/水煮预处理,在金属颗粒表面形成SnO2·xH2O前驱体薄膜;2)氧气气氛下热氧化处理,进一步生成稳定、厚实的SnO2壳膜。


Sn SnO2相变微胶囊的制备流程:(a)水蒸汽预处理,(b)水煮预处理


制得的Sn SnO2相变微胶囊的相变温度为~232℃,相变潜热为~53 J/g,并且具有优异的热循环稳定性。在100次熔化-凝固后,其热物性基本不变,核-壳结构仍保持完好。这项研究为制备金属相变微胶囊提供了可行的策略。


100次熔化-凝固循环后的扫描电镜图:(a)vapor-30,(b)vapor-90 and(c)water-20


样品water-20的100次熔化-凝固循环后的断面的EPMA分析


相关研究以“Synthesis of Sn SnO2 core-shell microcapsules by a self-oxidation strategy for medium temperature thermal storage“为题,在线发表于Chemical Engineering Journal2021,420,129906(影响因子:10.652)。电力学院盛楠副教授为第一作者,硕士研究生卢家辉为第二作者,朱春宇教授为通讯作者。




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