近(jin)日,北京林業大(da)學(xue)研究團隊在《Chemical Engineering Journal》上發布了名為《Biodegradable wood plastic composites with phase change microcapsules of honeycomb-BN-layer for photothermal energy conversion and storage》(《基于蜂窩狀-BN層相變微膠囊的可生物降解(jie)光熱轉換與儲(chu)能木塑復(fu)合材料》)的論(lun)文(wen)。
研究(jiu)人員通過(guo)層(ceng)層(ceng)自(zi)組裝開發了以正十(shi)八烷為(wei)核,SiO2/蜂窩(wo)結構(gou)BN為(wei)殼體的(de)相變微膠(jiao)囊,并在(zai)此基礎上通過(guo)微結構(gou)設(she)計在(zai)木塑復合材(cai)料中(zhong)構(gou)建(jian)導熱儲熱鏈路,制備出具有高儲能(neng)密度(du)和優異(yi)光熱轉(zhuan)換能(neng)力的(de)新型儲能(neng)木塑復合材(cai)料。
研(yan)究團(tuan)隊設計的(de)兩(liang)種微相變材(cai)料(liao)具(ju)有規則的(de)球(qiu)形,BN成功地錨定在(zai)SiO2殼(ke)層外,表現出蜂窩(wo)結構和(he)良(liang)好的(de)儲(chu)熱(re)性能(neng)(140.4 J/g和(he)140.6 J/g)。儲(chu)熱(re)木塑復(fu)合材(cai)料(liao)(TES-WPC)具(ju)有較大的(de)儲(chu)能(neng)能(neng)力(li)(li)和(he)溫度調節能(neng)力(li)(li)。
具(ju)有獨特蜂窩結構(gou)的BN-WPC(BN-WPC)具(ju)有較好的傳熱(re)(re)性能(neng)和(he)光熱(re)(re)轉換(huan)效(xiao)率(lv)(69.54%),其導熱(re)(re)系數、比熱(re)(re)容和(he)儲能(neng)效(xiao)率(lv)分別提高了75.06%、87.06%和(he)200%。
同(tong)時,BN-WPC獨(du)特的蜂窩(wo)結(jie)構(gou)增強(qiang)(qiang)了TES-WPC的界面結(jie)合強(qiang)(qiang)度(du)(du),帶來了良(liang)好的機(ji)械強(qiang)(qiang)度(du)(du),其拉伸強(qiang)(qiang)度(du)(du)、斷裂(lie)伸長率、彎曲強(qiang)(qiang)度(du)(du)和彎曲模數分別(bie)比S-WPC提高了51.16%、97.01%、81.28%和742.74%。
這些結(jie)(jie)果表明,本研究通過在傳統微(wei)相(xiang)變(bian)材料表面設計BN蜂窩結(jie)(jie)構層,獲得了高性能TES-WPC的快速熱(re)響應(ying),在住宅建筑、儲熱(re)、太陽(yang)能集熱(re)系統和(he)熱(re)調(diao)節等(deng)方面具有廣闊的應(ying)用(yong)前景。
上述論文第一作者:孫(sun)璟(jing)萌;通訊作者:郭洪武、劉毅;第一完成單位:北京林業大學;項目(mu)支持單位:北京市自然科學基金(jin)(6184045)、中央高(gao)校(xiao)基礎研究(jiu)基金(jin)(2018ZY12)。