【海川化工科技前沿】新型高温复合相变材料为太阳能光热发电及工业余热回收等高温应用提供了新的解决方案

海川老鱼 · 发表于 2026-5-11 10:28:04

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近日，天津大学封伟教授团队研制出一种新型高温复合相变材料。该材料具有高储热密度和优异的循环稳定性，为太阳能光热发电及工业余热回收等高温应用提供了新的解决方案。相关成果发表于国际期刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials），论文第一作者为博士研究生王令航，通讯作者为封伟教授。

在冶金及光热发电等高温应用场景中，传统中低温？？相变材料难以满足需求。高温熔盐虽具备较高储热密度和良好热稳定性，但与石墨烯气凝胶之间界面润湿性较差，接触角约为102°，难以通过常规浸渍或物理渗透方法实现均匀复合，容易导致熔盐泄漏及分布不均，从而影响整体性能。

针对这一问题，研究团队提出界面调控策略，在氧化石墨烯与三元共晶盐（LiF–NaCl–Li2CO3）体系中引入聚乙二醇（PEG）作为界面调控剂，通过其桥接作用改善两相之间的相容性。在80℃条件下搅拌形成均一凝胶体系，随后经液氮定向冷冻、冷冻干燥及高温退火处理，构建出稳定的石墨烯气凝胶-熔盐复合结构。退火过程中PEG被去除，熔盐被有效限域于石墨烯多孔骨架内部。

性能测试结果表明，该复合材料的初始熔化焓达到531.1 J/g，在经历50次高温热循环后，仍可保持约93%的储热能力。在聚光光照条件下，材料可在25秒内升温至550℃，全光谱平均吸收率达92.7%，在特定测试条件下光热转换效率最高可达91.6%。

值得注意的是，随着热循环次数增加，材料内部熔盐晶粒逐步细化并发生重分布，使孔道填充更加致密，导热性能显著提升，热导率由0.38 W·m⁻¹·K⁻¹提高至0.67 W·m⁻¹·K⁻¹。同时，石墨烯骨架提供丰富的异质形核位点，有效缓解了熔盐的过冷现象，使相变过程更加稳定可控。

海川老鱼 · 发表于 2026-5-11 11:40:04