中國(guó)報(bào)告大廳網(wǎng)訊，2025年全球中低溫相變儲(chǔ)能材料需求預(yù)計(jì)突破18萬(wàn)噸，其中水合鹽系占比42%。十二水磷酸氫二鈉(Na?HPO?·12H?O)因成本低、潛熱高被普遍看好，卻長(zhǎng)期受制于過(guò)冷與相分離難題。最新實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，以介孔SiO?為載體構(gòu)建的Na?HPO?·12H?O/硬脂酸二元復(fù)合體系，最高相變潛熱可達(dá)167 J/g，50次冷熱循環(huán)后焓值衰減<5%，175 ℃以內(nèi)無(wú)質(zhì)量損失，為新能源儲(chǔ)熱與建筑調(diào)溫市場(chǎng)提供了可復(fù)制的技術(shù)路線。
《2025-2030年中國(guó)磷酸氫二鈉市場(chǎng)專題研究及市場(chǎng)前景預(yù)測(cè)評(píng)估報(bào)告》指出，純Na?HPO?·12H?O在冷卻過(guò)程中常出現(xiàn)過(guò)冷10 ℃以上，多次循環(huán)后晶體沉積導(dǎo)致相分離，實(shí)際潛熱利用率不足70%，嚴(yán)重限制其工業(yè)化推廣。行業(yè)急需一種兼顧高潛熱與長(zhǎng)壽命的解決方案。
將Na?HPO?·12H?O與C??H??O?按質(zhì)量比10:1熔融共混，形成48–62 ℃雙段相變;再引入比表面積770 m2/g、孔徑4 nm的介孔SiO?，通過(guò)毛細(xì)吸附把二元芯材錨定在孔道內(nèi)，既抑制晶體沉降，又降低過(guò)冷度。載體負(fù)載后，復(fù)合體系潛熱先減后增，最佳配比下焓值升至91 J/g，較單一芯材提高約20%。
DSC數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)Na?HPO?·12H?O/硬脂酸/SiO?質(zhì)量比為3:10:1時(shí)，復(fù)合體系相變溫度78 ℃，潛熱167 J/g;175 ℃內(nèi)熱重曲線平穩(wěn)，失重率<2%，遠(yuǎn)高于芯材蒸發(fā)溫度(約175 ℃)警戒線，確保儲(chǔ)熱模塊長(zhǎng)期安全運(yùn)行。
連續(xù)50次加熱-冷卻試驗(yàn)后，各配比樣品相變溫度與焓值波動(dòng)均<5%，SEM未見(jiàn)明顯孔道塌陷;宏觀層面無(wú)滲漏、無(wú)粉化，證明介孔SiO?骨架有效抑制了Na?HPO?·12H?O的相分離與體積變化，壽命指標(biāo)滿足工業(yè)級(jí)要求。
磷酸氫二鈉行業(yè)技術(shù)特點(diǎn)分析指出，介孔SiO?添加量10%即可實(shí)現(xiàn)性能躍升，無(wú)需昂貴納米填料;溶膠-凝膠法原料TEOS與CTAB易得，單噸載體成本低于800元，對(duì)比有機(jī)相變體系成本增幅<5%，利于大規(guī)模推廣。
介孔SiO?負(fù)載Na?HPO?·12H?O/硬脂酸二元體系把相變潛熱推至167 J/g，175 ℃內(nèi)熱穩(wěn)定性優(yōu)異，50次循環(huán)衰減<5%，成功破解過(guò)冷與相分離難題。隨著2025年光伏余熱、建筑調(diào)溫等中低溫儲(chǔ)熱需求放量，該復(fù)合磷酸氫二鈉方案有望快速導(dǎo)入市場(chǎng)，成為水合鹽系儲(chǔ)熱材料的標(biāo)桿技術(shù)。
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