相变储能技术是解决能量供需时空不匹配问题的最有效手段之一,目前被广泛应用到热泵、空调、及建筑围护结构中等。然而,目前相变材料在实际应用中仍存在相变温度不匹配、导热率低、相变潜热较小及相变过程中的泄露等问题。因此,目前复合相变材料的研发拟解决的关键技术问题主要有:(1)研发出储热性能优良的复合相变材料(即导热率高、储热密度高、热稳定性好且相变温度适宜);(2)高效低成本的对材料进行封装;(3)将相变材料与建筑领域结合应用实现节能(与围护结构结合、与热泵空调系统结合)。解决上述问题是相变储能技术能够被广泛高效应用的关键。
技术方案:通过不同有机或无机相变材料配比混合,调控复合相变材料的相变温度。多孔材料具有较大的孔隙率和比表面积,可实现对相变材料的吸附定型封装,解决相变过程中的泄露问题。通过纳米颗粒、泡沫金属等添加剂,提高相变材料导热率。
主要成果:研发出一种新型二元复合相变材料,其熔融相变温度为21.3℃,相变潜热为205.9 kJ/kg,相变温度适宜,相变潜热大,适用于建筑围护结构。将上述研发的二元复合相变材料分别以最佳比例真空吸附于多孔材料改性硅藻土和陶粒后以不同配比应用于建筑材料石膏或砂浆中制得的石膏板或砂浆蓄能板都具有良好的建筑节能效果。已制备出多种性能优良的复合相变材料,并完成了实际应用性能验证实验。具有成熟的制备工艺流程和模拟仿真技术。
本项目研究的相变储能材料可被广泛应用到热泵、空调、及建筑围护结构中等。
上海理工大学制冷低温创新技术与装备创新团队,根据上海理工大学制冷与低温工程学科深厚的学科基础和发展特色、聚焦强大科研能力和社会服务能力,在张华教授带领下,凝聚了一批以博士和教授为骨干的科研人员(30余人)。多年来,坚持基础研究与工程应用并举,承担大量国家和上海市和行业企业委托项目任务,形成了以环保制冷剂、制冷低温新技术、特殊用途制冷低温装备关键技术等为主的三大研究方向。联合国内外高校、研究所、企业积极开展合作,与中科院上海技术物理所、上海704所、中国航天八院、上海卫星工程研究所、海尔、格力、美的、开利、约克、特灵、上海电气日立公司、上海电气海立有限公司建立了紧密良好的科技合作关系。近五年科研经费达8000多万元,发表科研论文800多篇,获得发明专利49项,取得了一批国内领先和国际先进水平的科研成果,获省部级科技进步奖以上近20项。研究成果推广到与制冷空调低温行业、能源、国防军工、航天、食品冷链物流、钢铁、化工等行业,取得了显著经济效益和经济效益。
(1)已具备成熟的复合相变材料制备工艺。能够调控复合相变材料相变温度、提高储热密度和热导率。能够根据不同的应用场景,如热泵、空调系统及相变墙体等,研发出温度适宜、性能优良的复合相变材料。
(2)能够根据复合相变材料的应用场景,进行传热强化研究。
(3)具备成熟的多孔封装技术,解决相变材料泄露问题。已具备较成熟的相变石膏板、相变砂浆和相变混凝土制备工艺。
(4)具备成熟的相变材料应用场景模拟仿真技术。
希望通过技术许可、技术转让或者共同研发的方式与企业进行合作。