特种炭石墨材料

高导热石墨相变储能复合材料

时间:2020年01月11日 来源:中科院炭材料重点实验室

项目简介

相变技术是热管理过程中的重要组成部分,它是利用物质在固//气的物相转变过程来吸收或者释放大量热量,同时温度还几乎保持不变。相变技术的核心是相变材料。本项目针对相变材料的共性问题,如热导率低,物相转变时体积变化大,液体渗漏提出一种创新解决方案。将富含微观孔隙的泡沫石墨与相变材料复合。泡沫石墨的连续石墨网络大大提高了相变材料的热导率,同时其微观孔隙能有效吸附液相相变材料。突破了相变技术大规模应用的瓶颈问题。高导热石墨相变储能复合材料是将相变材料(石蜡、塑料、合金、醇类等)与导热性能优异的石墨基材利用相应工艺使其相互结合/复合起来,使得复合材料兼具碳材料优异的导热性能,又有相变材料高储热、蓄能特性。

中国科学院山西煤炭化学研究所成功开发出石墨相变复合储热材料。多孔石墨基体的导热系数具有良好的空间分布,将相变介质均匀地分散,在其孔腔内,使得导热强化中温度梯度全场均匀化,有效减低了界面热阻,提高储能体系的换热效率。

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技术指标

性能

CENG-1

CENG-2

CENG-3

体积密度, g/cm3

1.0

1.1

4.54

XY平面方向导热系数, W/m·K

66

58

344

Z方向导热系数, W/m·K

17

15

56

潜热, J/g

180

200

29.2

相变温度,

5052

7580

7173

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产品应用领域及市场前景

高导热石墨相变储能复合材料采用的原料是利用工业低价值产品石墨粉和相变材料进行复合而成,该类材料兼具优异的蓄热和导热特性,在热控领域将有着广泛应用前景。产品附加值高,潜在需求大。 高导热石墨相变储能复合材料在室内供暖(储能采暖)、太阳能的吸收利用、绿色建筑的节能保温、电子器件散热、工业余热和废热的回收利用以及电力的“移峰填谷”的热管理、 LED照明散热等领域有着广阔的应用前景。

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目前研发水平

已掌握高导热石墨相变储能材料的制备工艺,选择相应相变温度的相变材料与导热石墨复合,可制备出系列(不同相变温度)高导热石墨相变储能复合材料,具备一定批量供货能力。

作者:炭室

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