成果简介
相变材料（PCMs）在潜热存储领域越来越受到关注。为了解决聚乙二醇（PEG）的泄漏行为并提高传热性能，本文，中国地质大学（北京）闵鑫、房明浩教授团队在《Energy Build》期刊发表名为“Carbon Nanotubes Modified Graphene Hybrid Aerogel-based composite phase change materials for efficient thermal storage”的论文，研究提出了一种填充碳纳米管（CNT）和还原氧化石墨烯（rGO）纳米片的自组装混合气凝胶的方法。所制备的具有三维多孔结构的碳纳米管-石墨烯混合气凝胶（CGA）可用作PCM的高吸附性和稳定载体。
经过真空浸渍工艺，获得了高性能的PEG/CGA复合PCM（c-PCM），其 PEG 负载率高达97.6%。此外，经过1000次重复加热/冷却循环后，HM和H SPEG/CGA c-PCM 的值保持在 93.44% 和 92.84%。同时PEG/CGA c-PCMs保持完整，负载率仍能保持高达96.4%，证明PEG/CGA c-PCMs具有可靠的热循环稳定性。PEG/CGA c-PCMs从30℃升至70℃仅需603s，比纯PEG（813s）和PEG/GA复合材料（727s）快得多。并且PEG/CGA(0.586 W/(m∙K))的热导率是纯PEG(0.314 W/(m∙K))的186%。c-PCM和减轻PEG的泄漏，也提高了c-PCMs 的传热性能。这些结果表明PEG/CGA c-PCM可用作环境热管理系统的卓越且稳定的储能材料。
图文导读
图1。(ab) CGA 和 PEG/CGA c-PCM 的制备示意图
图2。CGA-10、CGA-30、CGA-50 和 CGA-70 的形态：(a) 水热后，(b) 浸渍前，(c) 加热后。
图2。(ab) PEG/CGA c-PCM 的 SEM 图像。
图3。PEG PEG/GA 和 PEG/CGA c-PCM 的热特性 (a) DSC 曲线 (b) 实际焓和理论焓 (c) 热损失百分比和焓 (d) 过冷度。
图4。(a) DTG 和 (b) PEG 和 PEG/CGA c-PCM 的 TGA 曲线。
图5。(ab) PEG、PEG/GA 和 PEG/CGA c-PCM 的传热性能
小结
PEG/CGA c-PCMs的传热性能由于结合了高导热率的CNT和GA而大大提高。PEG/CGA的热导率是纯PEG的186%。试验表明，PEG/CGA c-PCMs的传热性能最好，大大提高了潜热蓄热和释放过程中的传热性能。因此，制备的 PEG/CGA c-PCMs 被认为是节能与转换领域最有前途的材料。
文献：https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2022.112384
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