膨胀石墨/五水硫代硫酸钠相变储能复合材料热性能

李海丽; 季旭; 冷从斌; 李明; 刘佳星; 许强强

doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160302.001

膨胀石墨/五水硫代硫酸钠相变储能复合材料热性能

云南师范大学能源与环境科学学院, 昆明 650500

基金项目: 国家自然科学基金（51366014）

详细信息

通讯作者:
季旭,博士,副教授,硕士生导师,研究方向为太阳能热利用。E-mail:jixu@ynnu.edu.cn

中图分类号: TB332
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出版历程
- 收稿日期: 2015-11-26
- 修回日期: 2016-02-23
- 刊出日期: 2016-12-14

Thermal performance of expanded graphite/Na₂S₂O₃·5H₂O phase change energy storage composite

Solar Energy Research Institution, Yunnan Normal University, Kunming 650500, China

摘要

摘要: 五水硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃·5H₂O）相变储能材料具有较高的相变潜热、储能密度等，但Na₂S₂O₃·5H₂O存在过冷和相分离，性能较不稳定。添加成核剂K₂SO₄、CaSO₄·2H₂O、Na₄P₂O₇·10H₂O和强化传热材料膨胀石墨（EG）进行改性，制备得到性能稳定的EG/Na₂S₂O₃·5H₂O相变储能复合材料。测试结果显示：K₂SO₄对Na₂S₂O₃·5H₂O的成核性较差，CaSO₄·2H₂O、Na₄P₂O₇·10H₂O均有较好的成核作用，可明显降低Na₂S₂O₃·5H₂O过冷度，但CaSO₄·2H₂O体系不稳定，添加3.0%质量分数的Na₄P₂O₇·10H₂O可使Na₂S₂O₃·5H₂O过冷度降低至1℃以内，0.5%~2.0%质量分数的EG可使其过冷度降低至2℃左右，7.0%质量分数的EG可完全消除体系的相分离。复合相变材料的较优组成为7.0%的EG、3.0%的Na₄P₂O₇·10H₂O和90.0%的Na₂S₂O₃·5H₂O。此时，EG/Na₄P₂O₇·10H₂O/Na₂S₂O₃·5H₂O复合材料相变潜热为192.5 kJ·kg^-1，相变时无液态泄露，无相分离，储热时间比纯物质缩短22.3%，放热较快。
- 储热复合材料 /
- 五水硫代硫酸钠 /
- 膨胀石墨 /
- 热性能 /
- 过冷度 /
- 相分离
Abstract: Sodium thiosulfate pentahydrate(Na₂S₂O₃·5H₂O) phase change energy storage material has high phase change latent heat, energy storage density, etc. However, Na₂S₂O₃·5H₂O has undercooling and phase separation, the performance is unstable. Adding the nucleating agent K₂SO₄, CaSO₄·2H₂O, Na₄P₂O₇·10H₂O and enhance heat transfer material expanded graphite(EG) could improve the performance, EG/Na₂S₂O₃·5H₂O phase change energy storage composite with stable properties was prepared. Test results show that the nucleation performance of K₂SO₄for Na₂S₂O₃·5H₂O is worse, both CaSO₄·2H₂O and Na₄P₂O₇·10H₂O have better nucleation performance, which could significantly reduce the undercooling degree of Na₂S₂O₃·5H₂O. However, the CaSO₄·2H₂O system is unstable, adding the mass fraction 3.0% of Na₄P₂O₇·10H₂O could reduce the undercooling degree of Na₂S₂O₃·5H₂O to within 1℃, adding mass fraction 0.5%-2.0% of EG could reduce the undercooling degree to about 2℃, and mass fraction 7% of EG can completely eliminate phase separation of the system. Therefore, the optimal composition for phase change materials is 7.0% of EG, 3.0% of Na₄P₂O₇·10H₂O, and 90.0% of Na₂S₂O₃·5H₂O. The latent heat of EG/Na₄P₂O₇·10H₂O/Na₂S₂O₃·5H₂O composite is 192.5 kJ·kg^-1. No liquid leakage and no phase separation when the phase transition. The thermal storage time is shorter 22.3% than pure substance, and heat release faster.
- heat storage composite /
- sodium thiosulfate pentahydrate /
- expanded graphite /
- thermal properties /
- undercooling /
- phase separation

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