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相变储能材料 沈鸿烈 教授 南京航空航天大学 主要内容 1 2 3 4 5 概 述 研究和应用现状 相变储能技术的原理和特点 相变储能材料 结 语 第一节 概 述 热能储存是能源科学技术中的重要分支。在能量转换和利用的过程中，常常存在供求之间在时间上和空间上不匹配的矛盾，如电力负荷的峰谷差，太阳能、风能和海洋能的间隙性，工业窑炉的间断运行等。由于储能技术可解决能量供求在时间和空间上不匹配的矛盾，因而是提高能源利用率的有效手段。 能量储存的方式包括机械能、电磁能、化学能和热能储存等。热能储存又包括显热储存和潜热(相变热)储存，显热储存是利用材料所固有的热容进行的；潜热储存，或称相变储能，它是利用被称为相变材料的物质在物态变化(固—液，固—固或气—液)时，吸收或放出大量潜热而进行的。由于热能储存在工业和民用中用途广泛，因此，在储能技术领域占有极其重要的地位。 相变材料(phase change materials，PCM)或称相变储能材料，它属于能源材料的范畴。广义来说，是指能被利用其在物态变化时所吸收(放 出)的大量热能用于能量储存的材料。狭义来说，是指那些在固—液相变时，储能密度高，性能稳定，相变温度适合和性价比优良，能够被用于相变储能技术的材料。 显然，相变储能(热和冷)技术是以相变储能材料为基础的高新技术，因为它储能密度大且输出的温度和能量相当稳定，所以具有显热储能难于比拟的优点。目前，相变储能技术可作为工业节能系统和高新技术产品开发的基础，用以满足人们对系统和产品的特殊性能及成本的要求。它可以利用电热蓄能(冷和热)来“电力削峰填谷”, 也可用于新能源、工业余热利用、新型家用电热电器的开发及航空航天等领域。 在新能源，如太阳能、风能和海洋能等间歇性绿色能源利用方面，相变储能技术也具有非常重要的作用。 我国的能源利用率很低，大约30％以上，与发达国家的40％～50％相比，还有较大的距离。我国的环境保护还存在许多问题，因此，研究、掌握和利用一切可行的高新技术，包括相变储能技术来提高我国的能源利用率及改善环境。是我国从事材料与能源工作的科技人员、企事业管理人员和工人的神圣职责，也是我们研究和应用相变储能技术的意义。 第二节 相变材料和相变储能技术 的研究和应用现状