隨著全球?qū)η鍧嵞茉春蛢?chǔ)能技術(shù)需求的不斷增長(zhǎng)，硫酸鋁銨作為一種重要的無機(jī)水合鹽相變材料，因其在儲(chǔ)能領(lǐng)域的潛在應(yīng)用價(jià)值而受到廣泛關(guān)注。硫酸鋁銨具有較高的相變潛熱和穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，使其成為建筑供熱、太陽能熱水系統(tǒng)等領(lǐng)域的理想候選材料。然而，單一硫酸鋁銨的相變溫度較高，難以滿足實(shí)際應(yīng)用中的溫度需求。因此，研究者們通過復(fù)合材料的設(shè)計(jì)與制備，探索出一種新型的硫酸鋁銨基復(fù)合相變材料，以實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的熱性能和應(yīng)用前景。

  一、硫酸鋁銨基復(fù)合相變材料的制備

  《2025-2030年中國(guó)硫酸鋁銨行業(yè)市場(chǎng)分析及發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》在本研究中，采用熔融共混法制備了硫酸鋁銨與十水硫酸鈉的共晶復(fù)合相變材料。通過精確控制兩種水合鹽的質(zhì)量比，實(shí)現(xiàn)了單一相變材料的溫度調(diào)控。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)硫酸鋁銨與十水硫酸鈉的質(zhì)量比為8∶2時(shí)，復(fù)合相變材料的相變溫度為71°C，潛熱值為242.85 kJ/kg。這種復(fù)合材料不僅具有較高的相變潛熱，還通過添加1%的氧化鋁作為成核劑，將材料的過冷度從9.4°C降低至2.5°C，顯著提高了材料的實(shí)用性能。

  二、硫酸鋁銨基復(fù)合相變材料的熱性能優(yōu)化

  硫酸鋁銨市場(chǎng)分析提到為了進(jìn)一步提升硫酸鋁銨基復(fù)合相變材料的熱性能，研究中引入了高導(dǎo)熱膨脹石墨。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，添加膨脹石墨后，復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)提高至原材料的1.73倍，達(dá)到0.9109 W/(m·K)。這一改進(jìn)不僅加快了相變材料的充熱時(shí)間，還增強(qiáng)了其在實(shí)際應(yīng)用中的熱傳遞效率。此外，通過循環(huán)穩(wěn)定性測(cè)試，發(fā)現(xiàn)改性后的復(fù)合相變材料在30次循環(huán)后潛熱值為218.13 kJ/kg，潛熱衰減僅為4.26%，顯示出良好的循環(huán)穩(wěn)定性。

  三、硫酸鋁銨基復(fù)合相變材料的儲(chǔ)熱密度分析

  在對(duì)硫酸鋁銨基復(fù)合相變材料的儲(chǔ)熱密度進(jìn)行分析時(shí)，通過搭建儲(chǔ)熱實(shí)驗(yàn)裝置，測(cè)試了材料在充熱和放熱過程中的溫度變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，改性后的共晶相變材料的儲(chǔ)熱釋熱密度為259.27 kJ/kg，這一數(shù)值表明該材料在供熱領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用潛力。具體而言，該材料能夠在較低的溫度下實(shí)現(xiàn)高效的熱能存儲(chǔ)和釋放，滿足建筑供熱和太陽能熱水系統(tǒng)等領(lǐng)域的實(shí)際需求。

  四、硫酸鋁銨基復(fù)合相變材料的循環(huán)穩(wěn)定性與應(yīng)用前景

  在循環(huán)穩(wěn)定性方面，硫酸鋁銨基復(fù)合相變材料表現(xiàn)出色。實(shí)驗(yàn)中，添加膨脹石墨的復(fù)合材料在多次循環(huán)測(cè)試中保持了較低的過冷度，且相變潛熱值衰減較小。這主要得益于膨脹石墨的多孔結(jié)構(gòu)，它為相變材料提供了更多的成核位點(diǎn)，從而抑制了過冷現(xiàn)象的發(fā)生。此外，膨脹石墨的加入還增強(qiáng)了材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，使其在多次相變過程中保持良好的性能。因此，這種硫酸鋁銨基復(fù)合相變材料不僅在實(shí)驗(yàn)室研究中展現(xiàn)出優(yōu)異的性能，而且在實(shí)際應(yīng)用中也具有廣闊的應(yīng)用前景。

  總結(jié)

  本研究通過熔融共混法制備了硫酸鋁銨與十水硫酸鈉的共晶復(fù)合相變材料，并對(duì)其熱性能、導(dǎo)熱性能和循環(huán)穩(wěn)定性進(jìn)行了全面的測(cè)試與分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過優(yōu)化材料的配比和添加適當(dāng)?shù)某珊藙┘皩?dǎo)熱增強(qiáng)劑，可以顯著提高硫酸鋁銨基復(fù)合相變材料的性能。改性后的復(fù)合材料不僅具有較高的相變潛熱和較低的過冷度，還展現(xiàn)出良好的導(dǎo)熱性能和循環(huán)穩(wěn)定性。這些特性使得硫酸鋁銨基復(fù)合相變材料在建筑供熱、太陽能熱水系統(tǒng)等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值，為未來清潔能源和儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展提供了新的材料選擇。

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