膨胀石墨和碳纳米管涂层对相变材料性能的影响

赵新波; 屈治国; 张剑飞; 江智元

西安交通大学学报 ›› 2025, Vol. 59 ›› Issue (6) : 63 -72.

赵新波, 屈治国, 张剑飞, 江智元

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摘要

针对目前光热转换和储存复合相变材料制备较为复杂和成本高的问题，提出了一种低成本、易制备的添加涂层的方法。采用膨胀石墨和碳纳米管来改善石蜡/膨胀珍珠岩复合相变材料的储热性能以及光热转换性能，研究了不同太阳光强度下，碳纳米管和不同质量比的膨胀石墨对太阳能光热转换和储存性能的影响。太阳能光热转换实验结果表明：添加膨胀石墨可以提高纯石蜡和石蜡/膨胀珍珠岩的储热速率，与纯石蜡和石蜡/膨胀珍珠岩相比，添加膨胀石墨的复合相变材料的储热速率分别提高了2倍、0.63倍。添加碳纳米管涂层可有效提高太阳能光热转换性能，石蜡和石蜡/膨胀珍珠岩的光热转换效率分别提高了1.82倍、0.6倍。随着循环时间的增加，复合相变材料的光热转换性能有所下降，并逐渐保持稳定，最高温度稳定在65℃左右。大多数研究样品的光热转换效率在90%以下，所研究的光热转换效率能达到90.76%,这表明在复合相变材料表面添加碳纳米管以提高光热转换性能是一种既简单又有效的策略。