成果简介
随着人们对化石燃料短缺和环境污染的日益关注，利用清洁和可再生的太阳能势在必行。尽管有机相变材料在储存和释放热能方面具有巨大的潜力，但其对太阳光的吸收能力差和热导率低，限制了它们吸收太阳能并将其转化为热能和电能的效率。本文，北京化工大学李晓锋 教授、于中振 教授等研究人员在《Composites Part B: Engineering》期刊发表名为“Highly thermally conductive phase change composites with anisotropic graphene/cellulose nanofiber hybrid aerogels for efficient temperature regulation and solar-thermal-electric energy conversion applications”的论文，研究通过构建垂直排列的石墨烯/纤维素纳米纤维气凝胶（GCA），然后通过真空辅助浸渍石蜡来制备具有增强热能存储能力的高导热相变复合材料，以实现有效的温度调节和太阳能-热-电能转换应用。
石蜡相变复合材料实现了 15.9 W m -1 K -1的出色导热率在 3.35 wt% 的低石墨烯负载下。同时，GCA/石蜡相变复合材料具有98%以上的高潜热保持率、出色的形状稳定性、无熔融石蜡渗漏等特点。此外，该相变复合材料在温室温度调节和太阳能-热-电能量转换方面是有效的。在5 kW m -2的太阳光照射下实现了823.2 mV的高输出电压。这项工作展示了一种有前途的策略，可以有效地吸收和转换太阳能，以及储存和利用热能，以应用于能源相关的设备和系统。
图文导读
图1。(a) GCA 和 GCAP 的制造示意图。(b-f) GNP/CNF混合气凝胶和 (g) GCAP 相变复合材料的数码照片。
图2、GCA混合气凝胶的形态和微观结构
图3、GCA/石蜡相变复合材料的热导率
图4、GCAP的相变和太阳能热转换性能
图5、太阳能热电转换应用
小结
这项工作展示了导热相变复合材料在高效转换、储存和利用太阳能方面的巨大潜力，有助于缓解化石能源短缺和环境污染危机。
文献：https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2022.110367
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