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中溫相變儲(chǔ)熱領(lǐng)域新進(jìn)展：相變微膠囊解決金屬融化后的泄漏腐蝕問(wèn)題

2021-08-11 13:54:51 作者：中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng) 來(lái)源：中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng) 分享至：

以金屬作為固-液相變材料（PCMs）一直以來(lái)都是相變儲(chǔ)熱領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。然而，由于在相變過(guò)程中易發(fā)生泄漏和腐蝕問(wèn)題，金屬相變材料的應(yīng)用受到嚴(yán)重的限制。采用微膠囊封裝技術(shù)制備相變微膠囊，可以解決金屬融化后的泄漏和腐蝕問(wèn)題，對(duì)促進(jìn)金屬相變儲(chǔ)熱技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，具有重要意義。

目前，金屬相變材料的微膠囊化比較困難，技術(shù)還不成熟。近日，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)電力學(xué)院朱春宇教授課題組通過(guò)簡(jiǎn)單的水蒸汽/水煮自氧化、高溫?zé)嵫趸瘍刹教幚淼姆椒ǔ晒χ苽淞司哂泻?殼結(jié)構(gòu)的Sn@SnO2相變微膠。

兩步法處理過(guò)程包括：

1 水蒸汽/水煮預(yù)處理，在金屬顆粒表面形成SnO2·xH2O前驅(qū)體薄膜；

2 氧氣氣氛下熱氧化處理，進(jìn)一步生成穩(wěn)定、厚實(shí)的SnO2殼膜。

Sn@SnO2相變微膠囊的制備流程：（a）水蒸汽預(yù)處理，（b）水煮預(yù)處理

制得的Sn@SnO2相變微膠囊的相變溫度為~232℃，相變潛熱為~53J/g，并且具有優(yōu)異的熱循環(huán)穩(wěn)定性。在100次熔化-凝固后，其熱物性基本不變，核-殼結(jié)構(gòu)仍保持完好。這項(xiàng)研究為制備金屬相變微膠囊提供了可行的策略。

100次熔化-凝固循環(huán)后的掃描電鏡圖：（a） vapor-30, （b） vapor-90 and （c） water-20

樣品water-20的100次熔化-凝固循環(huán)后的斷面的EPMA分析

相關(guān)研究以“Synthesis of Sn@SnO2 core-shell microcapsules by a self-oxidation strategy for medium temperature thermal storage”為題，在線(xiàn)發(fā)表于Chemical Engineering Journal 2021,420, 129906（影響因子：10.652）。

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