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儲(chu)(chu)熱(re)在儲(chu)(chu)能(neng)(neng)技術(shu)中(zhong)占據(ju)至(zhi)關重(zhong)要的(de)地位(wei)，是解決(jue)能(neng)(neng)源在空間(jian)(jian)和時間(jian)(jian)不(bu)匹配問題上的(de)有(you)效途徑。潛(qian)熱(re)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)由(you)于其儲(chu)(chu)能(neng)(neng)密度高，工作階段溫度波動小，具(ju)有(you)重(zhong)要的(de)實(shi)際應(ying)用價值。

然(ran)而，潛(qian)熱(re)儲(chu)能(neng)(neng)中儲(chu)能(neng)(neng)材(cai)料(liao)(liao)在發生相(xiang)變過(guo)程(cheng)中會導(dao)致泄漏，在一定程(cheng)度上(shang)限制了儲(chu)熱(re)材(cai)料(liao)(liao)的(de)實際應用(yong)范圍，并且相(xiang)對(dui)較(jiao)低(di)的(de)導(dao)熱(re)系數(shu)會導(dao)致潛(qian)熱(re)儲(chu)能(neng)(neng)材(cai)料(liao)(liao)熱(re)響(xiang)應效應較(jiao)慢(man)，大大降低(di)了熱(re)能(neng)(neng)的(de)使用(yong)效率(lv)。

近日(ri)，電力學院儲(chu)能(neng)與(yu)傳(chuan)熱課(ke)題(ti)組(zu)劉昌(chang)會副(fu)教授等人合(he)成了一種含有機/無(wu)機雜化硅氧基官(guan)能(neng)團的(de)(de)聚合(he)物(wu)，將其應用于潛(qian)熱儲(chu)能(neng)材料(liao)的(de)(de)封(feng)裝，并以第一作者(zhe)在著名期刊(kan)Angewandte Chemie(IF=12.959)發表題(ti)為“Highly Efficient Thermal Energy Storage Using a Hybrid Hypercrosslinked Polymer”的(de)(de)封(feng)面文章。

論文通訊及第(di)一作者為劉(liu)昌會副教授，中(zhong)國(guo)礦(kuang)業大學為唯一通訊單位。本文的實驗(yan)過程主要(yao)由碩(shuo)士(shi)研究生張(zhang)家豪完(wan)成，饒中(zhong)浩教授參與(yu)指導該工(gong)作。

主要創新點

課(ke)題組使用(yong)氫氧(yang)化鈉水溶液為催化劑，在溫和的(de)(de)(de)條件完成高分(fen)子的(de)(de)(de)超交(jiao)聯過程，進而實現對(dui)于(yu)潛熱儲能材料的(de)(de)(de)快速封裝(zhuang)。

值得注意的(de)是，反應物的(de)初始(shi)均相(xiang)狀態在最大程度上保證潛(qian)(qian)熱(re)(re)儲能材料有效(xiao)(xiao)封裝的(de)同(tong)時，也允許其與第三種組分——納(na)米粒子均勻復(fu)合(he)，使得復(fu)合(he)相(xiang)變材料沒(mei)有泄露情況下潛(qian)(qian)熱(re)(re)可(ke)達(da)到180 J/g，在碳基(ji)納(na)米材料、金屬氧(yang)化物納(na)米顆(ke)(ke)粒和無機氧(yang)化物納(na)米顆(ke)(ke)粒的(de)促進下，復(fu)合(he)潛(qian)(qian)熱(re)(re)儲能材料的(de)導熱(re)(re)系數最高可(ke)以(yi)提升600%，光熱(re)(re)轉換效(xiao)(xiao)率可(ke)達(da)93.7%。

此外，由于高(gao)分子特有(you)的(de)硅氧(yang)官能團(tuan)可以像(xiang)海綿一樣對復合(he)材(cai)料(liao)中(zhong)的(de)水分進行吸收和釋放，有(you)望解(jie)決無機潛熱儲(chu)能材(cai)料(liao)過冷度高(gao)、循環穩定性(xing)差的(de)問題。

進一步的(de)(de)研(yan)究表明，該(gai)(gai)有機(ji)/無機(ji)雜化高分(fen)子上有機(ji)片段有利于提升該(gai)(gai)材料的(de)(de)表面疏水性，進而賦予該(gai)(gai)潛熱儲能(neng)材料表面獨特(te)的(de)(de)自清潔性能(neng)。

該策略的成(cheng)(cheng)功(gong)實施實現了一種方案同時應用于有機及無機復合潛熱(re)(re)儲(chu)(chu)能(neng)材(cai)料(liao)(liao)的合成(cheng)(cheng)，在解決潛熱(re)(re)儲(chu)(chu)能(neng)材(cai)料(liao)(liao)泄漏問題的同時還賦予復合材(cai)料(liao)(liao)優異(yi)的儲(chu)(chu)放熱(re)(re)、光熱(re)(re)轉化與自清(qing)潔性能(neng)。