这是科学的明星实验：试图在地球上制造人造太阳，并为世界迫在眉睫的能源短缺提供答案。科学家认为，这在未来一百年里无法实现，但拥有自己的太阳能来满足能源需求并非不可能的梦想！也许将来我们可以通过开发自己的人造太阳来解决能源危机。自阿尔伯特·爱因斯坦推导方程以来，科学家一直在试图利用核聚变。这个方程唤起了人们的希望，即将原子融合在一起可以释放出难以置信的能量。如果爱因斯坦的理论付诸实践，锁定在一克物质中的能量足以为两万八千五百瓦的灯泡供电一年。

位于加利福尼亚州中部葡萄酒生产葡萄园的利弗莫尔国家点火设施（NIF）的科学家将使用激光将美国发电量的 1000 倍浓缩到十亿分之一秒。这将导致三十二英尺宽反应室的爆炸，该反应室将产生至少十倍于用于产生反应室的能量。

科学家们将在一个覆盖三个足球场大小的建筑物内进行实验。一台红外激光器将通过几乎一英里的镜头、镜子和放大器发送，以比家用灯泡强度大一百亿倍以上的光束。

这个衣架大小的房间没有灰尘，所以杂质无法进入梁的路径。这根激光束将分裂成很多根单独的光束，然后转化为紫外线。最后，紫外线将聚焦到胶囊的中心。这个胶囊的有一个铝和混凝土涂层的目标室。当激光束胶囊时，高能 X 射线将在十亿分之一秒内产生。这种活动会在里面产生压缩燃料颗粒，直到其外壳爆炸。这次爆炸是一个非常关键的一步。燃料颗粒壳的爆炸会产生相等和相反的反应，将燃料压缩在一起，直到核聚变开始，释放出大量能量。科学家已经花了很多年年时间从事开发工作，他们希望激光的最后一个镜头和镜子到位，但这说起来容易做起来难。调整和瞄准激光的令人厌烦的任务可能需要长达一年的时间才能成功实现聚变。因为目标选择应该是正确的，否则实验将行不通。当然，在太阳内部创造现有条件绝非卑鄙的壮举！

在即将到来的春天，科学家将试图激活一颗通过引发热核反应模仿太阳的微型恒星。这将产生超过一亿摄氏度的温度，压力量将比地球上任何地方发现的压力高出数十亿倍。所有这些都可以从比针头更大的一粒燃料中实现！这一步骤将导致核聚变发电站的建设，而人类不会缺乏能源。

春天，一个团队将开始尝试在实验室内点燃一颗小人造恒星，并触发热核反应。他们需要氢气进行聚变反应，地球和宇宙有大量的氢供应。整个实验将花费十二亿英镑！该设施主任埃德·摩西说：“我们正在创造存在于阳光下的条件。”就像利用真正的太阳能一样，聚变是世界所有能源的来源。这确实令人兴奋的物理学，但除此之外，还有巨大的社会、经济和全球问题可以帮助解决。

太阳能热储存技术的引言概述

太阳能是能够用来取暖的，但冬季取暖的效果远远没有提供热水的效果好。

在欧洲部分地区已经开始了太阳能辅助采暖的应用，仅仅只是辅助作用，按照冬季太阳能的辐射强度是不足以提供足够的能量供给房间的，只不过为传统供暖方式的一个补充，起到节能的作用。

国内目前也有部分太阳能采暖的应用，但使用的是被都是欧洲大品牌的设备，如贝雷塔、菲斯曼等品牌，但是造假相当昂贵，可以不夸张的说，整个使用寿命结束，你都收不回成本。

按照目前国内的一些做法，用一个太阳能热水器加上一个储水罐再加上一个循环泵，几个阀门与现有的壁挂炉并联起来，冬天用提供的热水循环一下地暖，天冷了关闭阀门切换到壁挂炉，夏天就用来洗澡，这种系统就标榜为太阳能采暖，严格来说，这是一种技术上的欺骗行为

悬崖帝国胶囊发电机怎么用

显热储存是利用储热材料的热容量，通过升高或降低材料的温度而实现热量的储存或释 放的过程。显热储存原理简单，材料来源丰富，成本低廉，是研究最早，利用最广泛，技术 最成熟的太阳能热储存方式。 低温范围内，水、土壤、砂石及岩石是最为常见的显热储热材料。德国汉堡生态村的设 计中， 采用了一个容量为 4500 的大储水罐作为储存一年四季中所采集的太阳能的储存设备。 Kreetz 提出了在太阳能烟囱电站集热棚内布置水管作为储能系统的构想。

集热器地面上并排 排列着黑色水管， 数值计算结果表明利用水储热装置可以保证太阳能烟囱发电系统昼夜连续 工作。在太阳能高温储存场合常用的显热储存介质有沙石-石-矿物油、混凝土、导热油、和 液态钠等。从储热能力、成本和安全性考虑，混凝土是比较有前途的储热材料。德国航天航 空研究中心的 Tamme et al 在研究砂石混凝土和玄武岩混凝土的基础上，研究开发耐高温混 凝土和铸造陶瓷等固体储热材料，在阿尔梅里亚太阳能实验基地与槽式系统进行联合试验， 效果良好，现在正准备 MW 级的试验。

目前太阳能显热储存有向地下发展的趋势。太阳能的地下显热储存比较适合于长期储存， 而且成本低，占地少，因此是一种很有发展前途的储热方式。美国华盛顿地区利用地下土壤 储存太阳能用于供暖和提供生活热水，在夏季结束时，土壤温度可以上升至 80℃，而在供 暖季节结束时，温度降至 40℃。此外，地下岩石储存太阳能和地下含水层储存太阳能都得 到了广泛的研究。然而，由于显热储存材料是依靠储热材料温度变化来进行热量的储存，放 热过程不能恒温，储热密度小，使得储热装置体积庞大，而且与周围环境存在温度差，造成 热量损失，热量不能长期储存，不适合长时间、大容量储存热量，限制了显热储存技术的进 一步发展。 相变储存是利用储热材料在热作用下发生相变而产生热量储存的过程。相变储存具有储 能密度高，放热过程温度波动范围小等优点得到了越来越多的重视。 将相变储热材料应用于温室来储存太阳能始于 80 年代，应用到的相变材料主要有 CaCl?6H2O、NaSO4?10H2O 和聚乙二醇。太阳能热发电储热系统中的相变储热材料主要为高 温水蒸气和熔融盐，利用熔融盐作为储热介质具有温度使用范围宽，热容量大，粘度低，化 学稳定性好等优点， 但盐类相变材料在高温下对储热装置有较强的腐蚀性。

现有研究表明可 以应用于空间太阳能热动力系统的相变材料主要为金属及合金和氟盐及其共晶混合物等， 目 前研究较多的是氟盐及其共晶混合物，但其液固相变转化时体积收缩较大及热导率低的缺 点，容易导致“热松脱”和“热斑”现象，对储热装置的长期稳定非常不利。

有机物相变材料具有相变温度适应性好、相变潜热大、理化性能稳定等优点,因而在太阳 能储热利用中受到普遍关注，常用材料为一些醇、酸、高级烷烃等。Buddhi and Sahoo 提出 将熔点为 55.1℃，热容 160kJ/kg 的硬脂酸作为相变储热材料应用于太阳能灶，实验表明这 一措施解决了在部分时间没有阳光时使用太阳能灶的问题。Sharma et al.在 2000 年报道了将 熔点为 82℃，热容为 263kJ/kg 乙酰胺作为相变储热材料应用于改良型太阳灶的研究。在建 筑墙体内添加有机物是一种非常有效的太阳能储存方式。

Feldman et al.对硬脂酸丁酯 （49%） 和丁基棕榈酸酯（48%）的混合酯研究，结果表明该混合酯适合作为建筑物储能材料用于储 存太阳能。此外 Feldman et al 将该混合酯（20~25%）作为相变储热材料应用于石膏墙板， 和普通石膏墙板相比，储热能力增加了 11 倍，耐火能力也明显提高，随着添加的混合酯的 质量变化，墙板导热系数在±15%之间变化。Athienitis et al.研究了一个墙面含有硬脂酸丁酯 的被动太阳能房，含有硬脂酸丁酯垂直石膏墙板总面积约为 20 平方米，总共用相变温度为 16~20.8℃的硬脂酸丁酯 47kg。实验在冬季环境下进行，结果表明添加了硬脂酸丁酯的石膏 墙板白天可以使室内温度降低 4℃，避免了室内温度过高，晚上添加相变材料的石膏墙板的 表面温度较普通石膏墙板的温度升高约 3.2℃。Lee et al.等对由不同材料制成的墙砖及在墙 砖中注入不同有机物时,墙砖在受到空气加热和冷却过程中的温度变化进行了实验对比研究, 提出了最 研究表明在太阳能储存中, 应用组合式相变材料代替传统的单一相变材料， 相变 传热速度明显提高，储热放热速率的均匀性得到明显改善。

1998 年，美国对氨矾和硝酸铵 二元相变材料体系进行研究， 并将其应用于太阳能热水器。 王剑峰等对使用组合相变材料储 能系统的相变传热过程进行了研究,通过对具有 3 层同心环形组合相变材料储能装置的实验, 研究发现这种装置的相变时间比采用单一相变材料缩短 37 %以上。Gong ZhenXiang 等对用 2 种以上相变材料进行组合以提高储能系统可用能效率进行了理论分析,认为只要选用合适 的相变材料进行组合,储能系统的可用能效率可随相变材料种类的增加而提高。

此外，胶囊封装技术、翅管强化传热和金属填料等均能有效地提高相变材料的导热率。 M.N.Hawlader et al.用复凝聚法，以阿拉伯树胶和明胶为壁材，石蜡为芯材，制成了直径在 微米量级的相变储能微胶囊， 该相变材料相变潜热在 145~240J/g 之间， 相变温度在 50~60℃ 之间， 在热力循环过程中表现出较好的力学性质和储热能力， 是一种很有发展潜力的太阳能 储能材料。Choi 和 Kim 研究了在双翅片管内 CaCl?6H2O 的传热速率特征曲线，其传热速率 系数是光滑管的 3.5 倍。郭茶秀等提出了采用铝片强化太阳能热力发电系统高温相变储能系 统传热性能, 要求储能系统在无日照时能尽快释放出相变热,以产生蒸汽， 并用 fluent 软件模 拟了该系统在释能过程中的瞬态二维传热过程,计算结果表明,增加铝片能有效强化高温相变 储能系统传热性能。 化学反应储存是利用化学反应的反应热的形式来进行储热，具有储能密度高，可长期储 存等优点。用于贮热的化学反应必须满足：反应可逆性好，无副反应；反应迅速；反应生成 物易分离且能稳定贮存；反应物和生成物无毒、无腐蚀、无可燃性；反应热大，反应物价格 低等条件。

1988 年，美国太阳能研究中心指出，化学反应储热是一种非常有潜力的太阳能高温储热 方式，而且成本又可能降低到相对较低的水平。Brown et al.采用 CaO 与 H2O，进行了小规 模的储热试验研究，指出化学反应储热系统约束条件苛刻，价格偏贵，但认为氢氧化物与氧 化物之间的热化学反应将是化学反应储热的潜在对象。

澳大利亚国立大学提出一种储存太阳 能的方式叫做“氨闭合回路热化学过程”，在这个系统里，氨吸热太阳能分解成氢与氮，储存 太阳能，然后在一定条件下进行放热反应，重新生成氨，同时放出热量。 天然气的太阳能热化学重整是使低链烃 CH4 与 H2O 或 CO2 发生反应， 重整后的产物主要 是 CO 和 H2 的混合物，太阳能通过吸热的化学反应储存为燃料的化学能，反应产物（混合 气）的热值得以提升。以色列摩西?莱维教授领导的一个科研小组，利用水和甲烷作为“太阳 能仓库”来储存太阳能。

他们在阳光充足的地方建了一座高 54 米的高塔，在塔内装上甲烷和 水，当塔内温度加热到 872℃时，塔中的 CH4 和水蒸气开始发生化学反应，变为 CO 和 H2， 同时吸收大量的热能，使其中所含的能量比 CH4 高出 30%。但是由于太阳能甲烷重整需要 800~1000℃的高温， 对重整器要求很高， 同时需要庞大的定日镜场， 不利于工程应用。

为此， Hui Hong et al.提出了中温太阳能裂解甲醇的动力系统，系统中太阳能化学反应装置是通过 地聚光比的抛物槽式集热器，聚集中温太阳热能与碳氢燃料热解或重整的热化学反应相结 合， 将中低温太阳能提升为高品位的燃料化学能， 从而实现了低品位太阳能的高效能量转换 与储存。 此外，有别于以反应热的形式储存太阳能，降冰片二烯类化合物作为储能材料得到了广 泛的研究。紫外光照射下, 降冰片二烯类化合物发生双烯环加成反应,转化为它的光异构体， 太阳能以张力能的形式储存起来，在加热或催化剂或另一种波长的紫外光的照射下,又逆转 为降冰片二烯类化合物,同时张力能以热的形式释放出来，这一转化方式有效地实现了太阳 能的储存与转化。

相变储能材料是新能源材料吗

游戏上手指南

仓库

点击大面积区域，在建筑列表中选择仓库。

第一个仓库将填满建立一座城市所需要的初始资源。

停机坪

停机坪对于一座悬崖城市非常重要。

停机坪建立的位置比较特殊，玩家需要在蓝色单元格（特殊位置）上进行停机坪建设，以方便无人机升降。

移民

移民会因为你的悬崖城市声望值的高低，决定是否移民到你的城市当中。

如果声望值为负值，那么就会有居民从你的城市中离开。

电能

每座悬崖城市的电力都来源于风力发电站、太阳能发电站以及核能发电站。根据悬崖的气候建设发电厂（按“I键”可以显示悬崖城市的气候信息），如风能充足，就建筑风力发电站阳光充足就建筑太阳能电池板。

当你的电力供应超过了城市需要（即超过100%），可以将剩余的电量存储在蓄电站中。

当建筑物建造完成，你可以点击建筑，查看蓄电情况。

以后，你可以通过购买电池、发电机来给城市提供电能，以缓解电力短缺问题。

水资源

水是这个城市最重要的资源之一，是有水厂提取的。它既能用于人类日常生活之中，也可用于种植粮食。

地下水的存储量取决于悬崖的特征（按“I键”可以显示悬崖的特征信息）。

粮食

为了获得食物，你需要创建农田。

在悬崖上更肥沃的徒弟开垦农田更加高效，它们不需要消耗电能来维持适宜气候。

室内作物不以来于土壤的肥力，但是会消耗电能。

采矿

为了进一步扩大这座城市，你需要很多建筑材料。

可以从普通材料的矿物中获取。提取率取决与悬崖的沉积物含量。

生产产品

在3D打印中心，你可以使用普通材料创造引擎、家具、家电和电子产品。

当工厂生产完成，你可以点击并制定应用该生产物品。

贸易

为了与轨道空间站进行贸易，有必要建立一个交易门户。

驳船会每天早上经过这个门户。

当建筑完成后，你可以点击选择想要出售或购买的商品。

如果你的生产/库存商品不足以应对销售，那么你将要支付一笔罚金。

无人机

为了全面发展工业，运货无人机是必需品。可以在机场建造无人机。

建造完成后，你可以点击指定需要生产的无人机。它们需要发动机、电池以及物质作为建造材料。

关闭建筑

有时为了保持城市的平衡，不得不关闭一些建筑。

禁用的建筑不会再消耗能源和劳动力，因此，你可以迅速将人们转移到另一个工作岗位之中。

部分建筑物不能被禁用，譬如住宅、太阳能板、风力发电站。

声望

提升声望最简单的办法就是通过建设花园装饰城市。一些建筑物，比如写字楼、交易门户、广场都可以提升城市的美感，但提升量比较少。

为了提高城市的声望，需要满足人们司法、运输、科学、饮食、医药、娱乐、家电、家具等额外需求。

屏幕正下方的指标栏就会显示当前居民的需求状况。

还有，高等级的声望会提高税金利润。税金也受市民的数量影响。

如果你的城市里有失业人群，他们会得到一笔福利以将你的预算降至0。

连接桥梁

在你城市的不远处有另一座悬崖。每座悬崖都有其独特的气候、特征。在未来，你可以利用城市的优势与其他悬崖城市建立关系。

构建关系，需要建立桥接，这样两座城市之间就可以进行物资的运输。

大学

大学能让不同的行业提升。如果已经建有多间大学，它们会形成大学网络，加快研究速度。

你好，算是。

相变储能材料将暂时不用的能量储存起来，到需要时再将其释放，从而可以缓解能量供与求之间的矛盾，节约能源，因此受到越来越广泛的重视和深入的研究。介绍了相变材料在太阳能、建筑、纺织行业、农业等工业与民用方面的应用，概括和评述了相变储能复合材料的制备方法厦其研究进展，指出当前存在的问题以厦目前值得深入研究的课题。

随着全球工业的高速发展，自从20世纪70年代出现了能源危机及大量的能源消耗导致的环境污染和温室效应，人们一直在研究高效能源、节能技术、可再生环保型能源、太阳能利用技术等。

相变储能是提高能源利用效率和保护环境的重要技术，也是常用于缓解能量供求双方在时间、强度及地点上不匹配的有效方式，在太阳能的利用、电力的“移峰填谷”、废热和余热的回收利用、工业与民用建筑和空调的节能等领域具有广泛的应用前景，目前已成为世界范围内的研究热点。利用相变材料的相变潜热来实现能量的储存和利用，有助于提高能效和开发可再生能源，是近年来能源科学和材料科学领域中一个十分活跃的前沿研究方向。

相变储能材料是指在其物相变化过程中，可以与外界环境进行能量交换(从外界环境吸收热量或者向外界环境放出热量)，从而达到控制环境温度和利用能量的目的的材料。与显热储能相比，相变储能具有储能密度高、体积小巧、温度控制恒定、节能效果显著、相变温度选择范围宽、易于控制等优点，在航空航天、太阳能利用、采暖和空调、供电系统优化、医学工程、军事工程、蓄热建筑和极端环境服装等众多领域具有重要的应用价值和广阔的前景。

1相变储能材料

20世纪30年代以来，特别是受70年代能源危机的影响，相变储热(LTEs)的基础理论和应用技术研究在发达国家(如美国、加拿大、日本、德国等)迅速崛起并得到不断发展。材料科学、太阳能、航天技术、工程热物理、建筑物空调采暖通风及工业废热利用等领域的相互渗透与迅猛发展为LTEs研究和应用创造了条件。LTES具有储热密度高、储热放热近似等温、过程易控制的特点。潜热储热是有效利用新能源和节能的重要途径。提高储热系统的相变速率、热效率、储热密度和长期稳定型是目前面临的重要课题。研究潜热储热的核心是研究材料的相变传热过程。

2相变储能材料的机理

相变材料从液态向固态转变时，要经历物理状态的变化，在这两种相变过程中，材料要从环境中吸热，反之，向环境放热。

在物理状态发生变化时可储存或释放的能量称为相变热，发生相变的温度范围很窄。物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变。大量相变热转移到环境中时产生了一个宽的温度平台，该温度平台的出现体现了恒温时间的延长，并可与显热和绝缘材料区分开来(绝缘材料只提供热温度变化梯度)。相变材料在热循环时储存或释放显热。

相变材料在熔化或凝固过程中虽然温度不变，但吸收或释放的潜热却相当大。以冰一水的相变过程为例，对相变材料在相变时所吸收的潜热以及普通加热条件下所吸收的热量作一比较：当冰融解时，吸收335J／g的潜热，当水进一步加热.每升高1℃，它只吸收大约4J／g的能量。因此，由冰到水的相变过程中所吸收的潜热几乎比相变温度范围外加热过程的热吸收高80多倍。除冰一水之外，已知的天然和合成的相变材料超过500种，且这些材料的相变温度和储热能力各不相同。把相变材料与普通建筑材料相结合，还可以形成一种新型的复合储能建筑材料。这种建材兼备普通建材和相变材料两者的优点。

目前，采用的相变材料的潜热达到170J/g左右，而普通建材在温度变化1℃时储存同等热量将需要190倍相变材料的质量。因此，复合相变材料具有普通建材无法比拟的热容，对于房间内的气温稳定及空调系统工况的平稳是非常有利的。

相变材料应具有以下几个特点：凝固熔化温度窄，相变潜热高，导热率高，比热大，凝固时无过冷或过冷度极小，化学性能稳定，室温下蒸气压低。此外，相变材料还需与建筑材料相容，可被吸收。

3相变储能材料的应用领域

相变储能材料在许多领域具有应用价值，包括太阳能利用、电力调峰、废热利用、跨季节储热和储冷、食物保鲜、建筑隔热保温、电子器件热保护、纺织服装、农业等等。

3.1在太阳能方面的应用

太阳能清洁、无污染，而且取用方便。利用太阳能是解决能源危机的重要途径之一。但是由于到达地球表面的太阳辐射能量密度并不高，而且受地理、昼夜和季节等规律性变化的影响，及阴晴云雨等随机因素的制约，其辐射强度也不断发生变化，而且具有稀薄性、非连续性和不稳定性。所以为了保持供热或供电装置稳定不问断地运行，就需要通过贮热装置把太阳能贮存起来，在太阳能不足时再释放出来，从而满足生产、生活用能连续和稳定供应的需要。一些工业发达的国家昼夜用电存在“谷峰差”，可以利用相变材料在夜间储存能量(电能转化的热能或者冷能)，到白天用电高峰时再释放出来使用，缓解电网负荷。

相变储能材料即可满足这一要求。例如美国管道系统公司(Pipe System Inc.)应用CaCl2·6H2O作为相变储能材料制成贮热管，用来贮存太阳能和回收工业中的余热。该公司称：100根长15cm、直径9crn的聚乙烯贮热管就能满足一个家庭所有房间的取暖需要。法国ElFUnion公司和美国的太阳能公司(SOlar Inc.)用NaSO4·10H2O作相变材料来储存太阳能，也都是应用较成功的实例。

3 2在生态建筑业方面的应用

有关资料显示：社会一次能源总消耗量的1／3用于建筑领域。提高建筑领域能源使用效率，降低建筑能耗，对于整个社会节约能源和保护环境都具有显著的经济效益和社会影响。生态建筑是可持续发展的重要手段之一。在生态建筑中，相变储能复合材料可以帮助利用太阳能、季节温差能等可再生能源，有效降低建筑物室内温度波动、缩减各种热能设备、降低能源支出和提供健康舒适的室内环境}可以利用低峰电力、削峰填谷，降低电能消耗，缓解电力紧张。尤其是近年来，随着高层建筑的快速发展，大量采用轻质建筑材料，而轻质建筑材料的热容比较低，不利于平抑室内温度波动。在轻质建筑材料中加入相变材料是解决这一问题的有效方法。

此外，利用相变材料作为室内保温装置已进入实用阶段。在有暖气的室内安装相变材料蓄热器后，当通人暖气时，它会把热贮存起来；当停止送暖气时，它会放出热量，维持室内的温度较为恒定。如果在室内的地板和天花板使用相变材料，由于相变材料的贮热和放热作用，则可将室内温度梯度降低到小于5℃的舒适状态。相变材料还可用在空调节能建筑上，这是一种比较新的应用，通过在墙、屋顶、门窗、地板中“加人”相变材料，可提高空调的使用效率，节约能源，而且室内环境的舒适度也得到了提高。

相变储能复合材料在建筑领域中一个很有前景的应用方式是将相变材料与现存的通用多孔建筑材料复合，即将相变材料储藏在多孔建筑材料中，使这些建筑材料同时具有承重和储能的双重功能，成为结构一功能一体化建筑材料。采用这样的多功能建筑材料，在为建筑增加功能的同时，无需占用额外建筑空间，降低了建筑成本，是一种性价比较高的新型建筑材料，具有明显的市场竞争力。

3.3在服装纺织品方面的应用

根据人体的冷热舒适特点，结合气候条件的差异，选择相变温度适当的相变材料，可以为人体有效地提供一个舒适的微气候环境，提高生活质量和工作效率。美国Kallsas州立大学的shim等研究表明，含相变材料的纺织品能使人体在较长时间内处于舒适状态。在纺织服装中加入相变储能材料可以增强服装的保暖功能，甚至使其具有智能化的内部温度调节功能。把相变材料掺人纺织品后，如果外界环境升高，则相变材料熔化而吸收热能，使得体表温度不随外界环境升高而升高；如果外界环境降低，则相变材料固化而放出热能，使得体表温度不随外界环境降低而降低。

对以严寒气候，宜选择相变温度为18.3～29.4℃的相变材料；对以温暖气候，宜选择相变温度为26.7～37.7℃的相变材料；对以炎热气候.宜选择相变温度为32.2～43.3℃的相变材料。固液相变储能材料在液态时容易流动散失，所以其应用于纺织品时必须采用微胶囊化的形式，即微胶囊相变材料MPcMs。制备微胶囊的物理工艺主要有：喷射烘干、离心流失床或涂层处理。石蜡类烷烃和聚乙二醇是常用于纺织品的相变材料。目前这方面的代表是Outlast公司发明的相变储能纤维——outlast fiber。0utlast fiber是一种采用微胶囊技术生产的特殊纤维，根据使用要求可以具有不同的相变温度。

3.4在农业上的应用

温室在现代农业中有着举足轻重的地位，它在克服恶劣的自然气候、拓展农产品品种和提高农业生产技翠等方面具有重要的价值。温室的核心是控制适宜农作物生长的温度和湿度环境。1987年11月我国在河北省安国县设计建造了一座农用太阳能温室，内部设置的潜热蓄热增温器就是利用相变材料的潜热特性。潜热蓄热增温器储存农用栽培温室中自天过量的太阳能，当夜晚温度下降到定范围后释放出储存的这部分热能，使天之中温室内温度曲线的高峰区有所下降，而低谷区有所上升，昼夜之间的温差变小。这既保证冬季蔬菜等作物的正常生长，叉不需另设常规燃料增温设备，节约了蒸气锅炉、燃油暖风机等基本建设投资和日常燃料的消耗。结果表明，温室冬季夜间最低温度可以提高6℃，增温效果明显。

日本专利报道，用NaSO4·10H2O、NaCO3·10H2O、CH3COONa·3H2O作相变材料，用硼砂作过冷抑制剂，用交联聚丙烯酸钠作分相防止剂，制成在20℃相变的储能相变材料。该材料可用于园艺温室的保温。

在农业上，最先采用的相变材料是CaCl·6H2O，随后又尝试了NaSO4·10H2O、石蜡等。研究结果表明：相变材料不仅能为温室储藏能量，还具有自动调节温室内湿度的功能，能够减少温室的运行费用和降低能耗。

4相变储能复合材料的研究现状

单一的相变材料存在很多缺点，如绝大多数无机物相变材料具有腐蚀性，相变过程中存在过冷和相分离的缺点。为防止无机物相变材料的腐蚀，储热系统必须采用不锈钢等特殊材料制造，从而增加了制造成本；为抑制无机物相变材料在相变过程中的过冷和相分离，需通过大量试验研究，寻求好的成核剂和稳定剂。因此，相变材料通常是由多组分构成的，包括主储剂和相变点调整剂、防过冷剂、防相分离剂和相变促进剂组分。有机物相变材料则因相变潜热低，易挥发、易燃烧、价格昂贵，特别是其热导率较低、相变过程中的传热性能差，在实际应用中通常采用添加高热导率材料如铜粉、铝粉或石墨等作为填充物以提高热导率，或采用翅片管换热器依靠换热面积的增加来提高传热性能，但这些强化传热的方法均未能解决有机相变材料热导率低的本质问题。

近年来，为了克服单一相变储能材料的缺点，更好地发挥其优点，复合相变材料应运而生。它既能有效克服单一的无机物或有机物相变材料存在的缺点，又可以改善相变材料的应用效果，拓展其应用范围。目前相变储能材料的复合方法有以下几种。

4.1胶囊型相变材料

为了解决相变材料在发生固一液相变后液相的流动泄漏问题，特别是对于无机水合盐类相变材料还存在的腐蚀性问题，人们设想将相变材料封闭在球形的胶囊中，制成胶囊型复合相变材料来改善应用性能。

其中，溶胶一凝胶法(Sol—gel)就是近年来发展比较迅速的一种。溶胶一凝胶工艺是一种独特的材料合成方法，它是将前驱体溶于水或有机溶剂中形成均质溶液，然后通过溶质发生水解反应生成纳米级的粒子并形成溶胶，溶胶经蒸发干燥转变为凝胶来制备纳米复合材料。它与传统共混方法相比较具有一些独特的优势：①反应用低粘度的溶液作为原料，无机一有机分子之间混合相当均匀，所制备的材料也相当均匀，这对控制材料的物理性能与化学性能至关重要；②可以通过严格控制产物的组成，实行分子设计和剪裁；③工艺过程温度低，易操作；④制备的材料纯度高。

林怡辉等采用溶胶—凝胶法，以二氧化硅作母材、有机酸作相变材料，合成复合相变材料。二氧化硅是理想的多孔母材，能支持细小而分散的相变材料，加入适合的相变材料后，能增进传热、传质，其化学稳定和热稳定性好。有机酸作相变材料克服了无机材料易腐蚀、存在过冷的缺点，而且具有相变潜热大、化学性质稳定的优点。

Lee Hyoen Kook研究出一种球形储热胶囊。其制备方法如下：先将无机水合盐类相变材料(如三水乙酸钠)与一定量的成核剂和增稠剂混合均匀后，制成直径为0.1～3mm的球体作为核，然后再在球形相变材料核的外表面涂覆1层憎水性的蜡膜以及1～3层聚合物膜，最后得到直径在0.3～10mm之间的胶囊型相变材料。

采用胶囊化技术制备胶囊型复合相变材料能有效解决相变材料的泄漏、相分离以及腐蚀性等问题，但胶囊体的材料大都采用热导率较低的高分子物质，从而降低了相变材料的储热密度和热性能。此外，寻求工艺简单、成本低以及便于工业化生产的胶囊化工艺也是需要解决的难题。

4.2与高分子材料复合制备定形相变材料

为了克服传统的相变材料在实际应用中需要加以封装或使用专门容器以防止其泄漏的缺陷，近年来，出现了将有机相变材料与高分子材料进行复合，制备出在发生相变前后均呈固态而保持形体不变的定形相变材料。

其中一种制备工艺是将相变材料(如石蜡)与高分子物质(如聚乙烯)按一定比例在热炼机上进行加热共混。肖敏等将石蜡与一热塑性体苯乙烯丁二烯苯乙烯三嵌段共聚物(sBs)复合，制各了在石蜡熔融态下仍能保持形状稳定的复合相变材料。复合相变材料保持了纯石蜡的相变特性，其相变热焓可高达纯石蜡的80％。复合相变材料的热传导性比纯石蜡好，因此其放热速率比纯石蜡快，但由于sBs的引人，其对流传热作用削弱，所眦蓄热速率比纯石蜡慢。在复合相变材料中加入导热填料膨胀石墨后，其热传导性进一步提高，以传导传热为主的放热过程更快，放热速率比纯石蜡提高了1.5倍；而在以对

流传热为主的蓄热过程中，由于热传导的加强效应与热对流减弱效应相互抵消，保持了原来纯石蜡的平均蓄热速率。

这样既充分发挥了定形固液相变材料的优点：无需容器盛装，可直接加工成型，不会发生过冷现象，使用安全方便；也克服了固一液相变材料明显的缺陷：在相变介质中加入热导率较低的聚合物载体后，导致本来热导率就不高的有机相变材料的热导率更低了，并且还造成整个材料蓄热能力的下降。

4.3利用毛细管作用将相变材料吸附到多孔基质中

利用具有大比表面积微孔结构的无机物作为支撑材料，通过微孔的毛细作用力将液态的有机物或无机物相变储热材料(高于相变温度条件下)吸人到微孔内，形成有机／无机或无机／有机复合相变储热材料。在这种复台相变储热材料中，当有机或无机相变储热材料在微孔内发生固一液相变时，由于毛细管吸附力的作用，液态的相变储热材料很难从微孔中溢出。

多孔介质种类繁多，具有变化丰富的孔空间，是相变物质理想的储藏介质。可供选择的多孔介质包括石膏、膨胀粘土、膨胀珍珠岩、膨胀页岩、多孔混凝土等。采用多孔介质作为相变物质的封装材料可使复合材料具有结构功能一体化的优点，在应用上可节约空间，具有很好的经济性。多孔介质内部的孔隙非常细小，可以借助毛细管效应提高相变物质在多孔介质中的储藏可靠性。多孔介质还将相变物质分散为细小的个体，有效提高其相变过程的换热效率。

5相变储能材料存在的问题和应用展望

5.1存在的问题

我国现阶段相变储能材料的研究和应用方面仍然存在以下一些问题。

(1)相变储能材料的耐久性问题。这个问题主要分为三类。首先，相变材料在循环相变过程中热物理性质的退化。其次，相变材料从基体材料中泄露出来，表现为在材料表面结霜。另外，相变材料对基体材料的作用，相变材料相变过程中产生的应力使得基体材料容易破坏。

(2)相变储能材料的经济性问题。这也是制约其广泛应用于建筑节能领域的障碍，表现为各种相变储能材料及相变储能复合材料价格较高，导致单位热能的储存费用上升，失去了与其他储热方法的比较优势。

(3)相变储能材料的储能性能问题。储能性能有待更进一步地提高。特别是对于相变储能复合材料来说，为了使储能体更加小巧和轻便，要求相变储能复合材料具有更高的储能性能，目前的槽变储能复合材料的储能密度普遍小于120J／g。有学者预测，通过增加相变物质在复合材料中的含量和选择相变焓更高的相变物质，在未来数年内，将有可能将相变储能复合材料的储能密度提高到150～200J／g。

5.2应用展望

相变储能材料的开发已逐步进入实用阶段，主要用于控制反应温度、利用太阳能、储存工业反应中的余热和废热。低温储能主要用于废热回收、太阳能储存及供暖和空调系统。高温储能用于热机、太阳能电站、磁流体发电及人造卫星等方面。此外，固一固相变储能材料主要应用在家庭采暖系统中，与水合盐相比，具有不泄漏、收缩膨胀小、热效率高等优点，能耐3000次以上的冷热循环(相当于使用寿命25年)}把它们注入纺织物，可制成保温性能好、重量轻的服装}可用于制作保温时间比普通陶瓷杯长的保温杯}含有这种相变材料的沥青地面或水泥路面，可以防止道路、桥梁结冰。因此，它在工程保温材料、医疗保健产品、航空航天器材、军事侦察、日常生活用品等方面具有广阔的应用前景。今后相变储能材料的发展主要体现在以下几个方面：

(1)进一步筛选符合环保的低价的有机相变储能材料，如可再生的脂肪酸及其衍生物。对这类相变材料的深入研究，可以进一步提升相变储能建筑材料的生态意义。

(2)开发复合相变储热材料是克服单一无机或有机相变材料不足、提高其应用性能的有效途径。

(3)针对相变材料的应用场合，开发出多种复合手段和复合技术，研制出多品种的系列复合相变材料是复合相变材料的发展方向之一。

(4)开发多元相变组合材料。在同一蓄热系统中采用相变温度不同的相变材料合理组合，可以显著提高系统效率，维持相变过程中相变速率的均匀性。这对于蓄热和放热有严格要求的蓄能系统具有重要意义。

(5)进一步关注高温储热和空调储冷。美国NAsA Lewis研究中心利用高温相变材料成功地实现了世界上第一套空间太阳能热动力发电系统2kw电力输出，标志这一重要的空间电力技术进入了新的阶段。太阳能热动力发电技术是一项新技术，是最有前途的能源解决方案之一，必将极大地推动高温相变储热技术的发展。另外.低温储热技术是当前空调行业研究开发的热点，并将成为重要的节能手段。

(6)纳米复合材料领域的不断发展为制备高性能复合相变储热材料提供了很好的机遇。纳米材料不仅存在纳米尺寸效应，而且比表面效应大，界面相互作用强。利用纳米材料的特点制备新型高性能纳米复合相变储热材料是制备高性能复合相变材料的新途径。

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