1.成果简介

近日，我课题组师生在国际知名期刊Energy & Buildings（IF=7.201）上在线发表了题为“Ecofriendly chitosan-derived carbon aerogels based eutectic hydrated salts for good solar thermal energy storage and corrosion mitigation effect”的研究论文，该论文是以上海第二工业大学硕士研究生奚少博为第一作者，能源与材料学院汪玲玲教授和于伟教授通力指导。

新兴的集潜热储存和光热转换于一体的技术在有效捕获太阳能和促进能源管理方面具有巨大的潜力。然而，相变材料（特别是水合盐）具有太阳能吸收能力弱和腐蚀性强的特点，限制了相变材料的能量转换性能和应用前景。本文提出了一种集实用太阳能储热和缓蚀效果于一体的共晶水合盐，通过冷冻干燥和炭化的简便方法制备具有稳定结构的多孔壳聚糖基碳气凝胶。MgCl2?6H2O-NH4Al(SO4)2?12H2O共晶浸渍后，具有良好的缓蚀效果，热导率提高至0.77 W/mK，储能密度高达214.8 J/g。基于碳纳米材料和ZrC材料的协同光能吸收作用，共晶相变材料的光热转换效率高达89.5%。本工作为水合盐的太阳能高效储能和减缓腐蚀效应提供了一种可行、经济的策略。

2.图文信息

图1 图文简介

图2 制备示意图及反应机理

图3 微观表征测试

图4 晶体表征及光学性能测试

图5 形状稳定性测试

图6空气环境中吸水测试

图7 DSC及热性能测试

图8 加热和冷却过程的红外热成像

图9 光-热转换测试

图10 热导率测试

3.小结

本研究以壳聚糖基碳气凝胶为支撑材料，将共晶MgCl2?6H2O和NH4Al(SO4)2?12H2O为相变材料，构建了一种有效太阳能储能的共晶C-PCM/CA，储能密度可达214.8 J/g，比纯MgCl2?6H2O提高30.8%。此外，基于碳纳米材料和ZrC材料的协同光能吸收作用，共晶相变材料可以有效地捕获太阳能，表现出良好的光热转换效率(89.5%)。构建共晶后，腐蚀分子减少流动扩散，有效缓解了腐蚀效应，同时冷却过程中水合盐的过冷问题得到解决。经多次试验，所制备的共晶C-PCM/CA表现出良好的热循环稳定性，为集成实用的太阳能储能和缓蚀效应提供了一种有前景的策略。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2022.112336。