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近日，制冷與低溫工程研究所王如竹教授和李廷賢研究員領(lǐng)銜的“能源-空氣-水”ITEWA創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（Innovative Team for Energy, Water & Air）在能源材料領(lǐng)域期刊Energy Storage Materials上發(fā)表了題目為“Form-stable Phase Change Composites: Preparation, Performance, and Applications for Thermal Energy Conversion, Storage and Management”的綜述論文。該論文聚焦相變儲(chǔ)熱復(fù)合材料的最新研究進(jìn)展，從復(fù)合材料的制備方法、熱性能提升和能量轉(zhuǎn)化、存儲(chǔ)與熱管理應(yīng)用等幾個(gè)方面對(duì)相變儲(chǔ)熱復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹，分析了目前定形相變儲(chǔ)熱復(fù)合材料（Phase Change Composite, PCC）在熱能轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)、電子器件熱管理、溫度調(diào)控等方面的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，并對(duì)高性能相變儲(chǔ)熱復(fù)合材料的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。論文第一作者是博士研究生吳閩強(qiáng)，通訊作者是李廷賢研究員。
圖1 定形相變儲(chǔ)熱復(fù)合材料的制備方法、導(dǎo)熱強(qiáng)化、能量存儲(chǔ)及熱管理應(yīng)用
相變材料（Phase Change Material, PCM）通過(guò)自身相態(tài)轉(zhuǎn)變過(guò)程中潛熱的吸收和釋放進(jìn)行熱能存儲(chǔ)與供能，具有儲(chǔ)熱密度高、材料范圍廣、工作溫度穩(wěn)定等特點(diǎn)。然而，以固-液相變?yōu)榇淼膫鹘y(tǒng)PCM存在熱導(dǎo)率低、易泄露、相分離和過(guò)冷度大等問(wèn)題，嚴(yán)重制約了相變材料在可再生能源儲(chǔ)能、建筑節(jié)能、電子器件熱管理等方面的發(fā)展與應(yīng)用，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者在相變儲(chǔ)熱材料的制備、熱物性、熱性能及應(yīng)用方面開展了廣泛深入的探索。
論文立足PCM的研究現(xiàn)狀和關(guān)鍵問(wèn)題，重點(diǎn)介紹了定形相變儲(chǔ)熱復(fù)合材料PCC的制備方法、熱性能提升、能量轉(zhuǎn)化存儲(chǔ)及熱管理應(yīng)用：（1）PCC制備方面，總結(jié)歸納了物理混合法、微膠囊封裝法、化學(xué)聚合法等制備方法的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)；（2）PCC熱性能提升方面，分析對(duì)比了金屬基、碳基和陶瓷基導(dǎo)熱型相變儲(chǔ)熱復(fù)合材料的熱性能提升；（3）PCC應(yīng)用方面，重點(diǎn)介紹了 PCC在太陽(yáng)能光-熱轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)、光控?zé)崮艽鎯?chǔ)與釋放、電-熱轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)、磁-熱轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)、電池?zé)峁芾怼㈦娮悠骷峁芾怼⒔ㄖ芰空{(diào)節(jié)、織物溫度調(diào)控等方面的應(yīng)用；在上述基礎(chǔ)上對(duì)高性能PCC存在的挑戰(zhàn)和機(jī)遇進(jìn)行了分析和展望，以期實(shí)現(xiàn)高能量密度、高功率密度、安全高效的低成本能量存儲(chǔ)與熱管理。
研究工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目及創(chuàng)新群體研究項(xiàng)目的資助。
王如竹教授領(lǐng)銜的ITEWA團(tuán)隊(duì)致力于解決能源、水、空氣領(lǐng)域的前沿基礎(chǔ)性科學(xué)問(wèn)題和關(guān)鍵技術(shù)，旨在通過(guò)學(xué)科交叉實(shí)現(xiàn)“材料-器件-系統(tǒng)”多層面的整體解決方案，推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展。近年來(lái)在Joule、Energy & Environmental Science、Advanced Material、ACS Energy Letters、Angewandte Chemie-Int Ed、ACS Central Science、Nano Energy、Energy Storage Materials 等期刊上發(fā)表系列跨學(xué)科交叉論文。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.07.019
報(bào)道鏈接：https://mp.weixin.qq.com/s/HiETyU1jHHj5pYXp0BXXjg
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