成果简介
三维多孔石墨烯气凝胶（GA）具有将大量相变材料（PCM）渗入内部孔隙的能力。由于碳基材料具有良好的太阳光吸收和热能转换能力，因此被广泛用作类似容器的支撑材料。一般来说，GA 在渗透过程中会因毛细力而出现体积收缩问题，从而导致孔隙体积损失，即 PCM 重量损失。PCM 量与吸收的热能和释放的热能成正比。本文，首尔大学Chengbin Yu、Young Seok Song等研究人员在《Energy Technology》期刊发表名为“Graphene Aerogel-Supported Phase-Change Material for Pyroelectric Energy Harvesting: Structural Modification and Form Stability Analysis”的论文，研究引入了半胱胺来结合GA。这种 PCM 复合材料可以减少体积收缩，即使在外力作用下也具有出色的形状稳定性。两种 PCM 与热释电电极相连，可产生电能。此外，有限元法还估算了温度曲线和电峰值，以证实实验结果。
图文导读
图1、石墨烯气凝胶支撑的PCM复合材料用于热释电能量收集的示意图
图2、纯相变材料和GA支持的相变材料复合材料的照片。
图3.改性GA的制备方法。将PDMS/n-己烷溶液渗透到GA多孔内部骨架中，利用GO官能团和半胱胺化学键获得GA的交联结构。
图4、a） PEG 复合材料和 b） 1-TD 复合材料的 DSC 曲线。
图5、a） 加热过程和 b） 冷却过程中的输出电压。PCM复合材料在c）加热过程和d）冷却过程中的温度梯度。
小结
在这项研究中，作者制造了改性的GA，以防止渗透过程中的体积收缩。GA/PDMS和GCA表现出较高的柔韧性，可以保持最初的三维多孔结构，形成稳定的相变材料复合材料。GA/PDMS和GC支撑的相变材料复合材料由于体积收缩的减少而显示出重量增加。此外，改性相变材料仍呈现纯相变材料的本征峰，表明其与载体材料的化学稳定性较好。在80 °C的压缩试验中，PEG/GCA和1-TD/GCA保持固态，无任何泄漏，内部结构不变。从这个意义上说，GCA支持的PCM复合材料被用于构建热释电能量收集装置。相变材料复合材料的温度梯度在加热和冷却过程中产生稳定和连续的输出电能。PCM复合连接热释电电极在太阳能电池器件和热回收系统中具有很大的应用潜力。
文献:https://doi.org/10.1002/ente.202201108
本文来自材料分析与应用，本文观点不代表石墨烯网立场，转载请联系原作者。
