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相變材料的性質(zhì)和種類：

從化學(xué)成分分類，可分為無機(jī)相變材料和有機(jī)相變材料。可作無機(jī)相變材料的無機(jī)物包括水合無機(jī)鹽、無機(jī)鹽、金屬和合金，其中只有無機(jī)水合鹽屬于中、低溫相變儲(chǔ)能材料。與有機(jī)相變材料相比其導(dǎo)熱系數(shù)、融解熱、密度和儲(chǔ)熱密度均較大、化學(xué)性質(zhì)一般呈中性、價(jià)格便宜。用于供暖空調(diào)系統(tǒng)及建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)晶水合鹽類相變材料包括堿金屬和堿土金屬的鹵化鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、醋酸鹽等鹽類水合物。

有機(jī)相變材料有石蠟、脂酸類以及某些醇類、芳香烴類化合物等。這里著重介紹在建筑節(jié)能中常用的石蠟類和脂酸類有機(jī)物。石蠟主要由直鏈烷烴混合而成，分子式為CnH2n+2。應(yīng)用于相變墻板中的石蠟主要是碳原子數(shù)在15-24之間的烷烴混合物。如正十六烷和正十八烷。脂酸類有機(jī)物的分子式為CnH2nO2。相變溫度在20℃—90℃之間，相變潛熱與石蠟差不多。應(yīng)用于相變墻板中的脂酸類有機(jī)物碳原子數(shù)主要在10-18之間。如癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、軟脂酸、硬脂酸等。多元醇又屬于固—固相變儲(chǔ)能材料。其相變溫度在100—300℃區(qū)間，且相變過程中不生成液態(tài)。通常應(yīng)用的多元醇類相變材料為PE（季戊四醇）、PG（三羥基甲基乙烷）、NPG（新戊二醇）等

相變材料的相變理論

在全球能源緊張、氣候持續(xù)惡化，嚴(yán)重阻礙經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活健康的今天，世界各國都在尋求新的能源替代戰(zhàn)略，以求得可持續(xù)發(fā)展和在發(fā)展中獲取優(yōu)勢地位。隨著人們節(jié)能環(huán)保意識(shí)的不斷加強(qiáng)，相變材料以其安全、節(jié)能、環(huán)保、衛(wèi)生、經(jīng)濟(jì)等顯著優(yōu)勢，迅速贏得了廣大消費(fèi)者的青睞。

相變材料可以應(yīng)用于太陽能儲(chǔ)存、節(jié)能建筑材料、航空航天、服裝和余熱的回收利用等諸多領(lǐng)域。然而現(xiàn)有的有機(jī)相變材料雖然具有理想的相變潛熱、無毒無腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，但具有導(dǎo)熱系數(shù)低等缺點(diǎn)。因此，有必要開發(fā)一種具有高導(dǎo)熱性能的相變材料。石墨烯因其具有諸多特殊的物理性能，如超高的導(dǎo)熱系數(shù)，對于提高相變材料熱導(dǎo)率具有廣泛的前景。由于石墨烯極易團(tuán)聚，因此，常常將石墨烯相變材料組裝成比較宏觀的材料，比如，一維纖維材料、二維薄膜材料和三維氣凝膠等。而石墨烯氣凝膠因其豐富的多孔結(jié)構(gòu)而具有較大的比表面積，可吸附相變材料解決其泄露問題，是目前應(yīng)用得廣泛的。如中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所開發(fā)了一種具有高光熱轉(zhuǎn)換效率的石墨烯基復(fù)合相變材料。該復(fù)合相變材料主要是將聚乙二醇充填到氧化石墨烯網(wǎng)構(gòu)的水凝膠中，制備出石墨烯基復(fù)合相變材料，具有優(yōu)異的相變性能和光熱轉(zhuǎn)換能力，轉(zhuǎn)化效率高可達(dá)93.7%，在太陽能熱轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)領(lǐng)域具有廣闊的潛力。　隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和現(xiàn)在各國大力發(fā)展環(huán)保項(xiàng)目，對于相變材料的需求持續(xù)增長，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年全球相變材料市場規(guī)模約為5000萬元，且未來市場規(guī)模仍將以13%左右的速率增長，到2025年將達(dá)到上億元的規(guī)模，市場潛力巨大。

目前全球先進(jìn)的相變材料生產(chǎn)企業(yè)主要集中在美國、歐洲、中國、印度以及日本等國家，主要生產(chǎn)企業(yè)有杜邦、漢高、Cryopak、Fujipoly、Parker、霍尼韋爾、Croda International、深圳市華能智研電子有限公司和北京宇田相變儲(chǔ)能科技有限公司等。目前我國在石墨烯相變材料上還處于起步階段，發(fā)展?jié)摿薮螅S著對石墨烯相變材料技術(shù)的不斷挖掘，未來將會(huì)在太陽熱能、節(jié)能建筑、航空航天、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域得到更廣泛的發(fā)展。　當(dāng)加熱到熔化溫度時(shí)，就產(chǎn)生從固態(tài)到液態(tài)的相變，熔化的過程中，相變材料吸收并儲(chǔ)存大量的潛熱。　當(dāng)相變材料冷卻時(shí)，儲(chǔ)存的熱量在一定的溫度范圍內(nèi)要散發(fā)到環(huán)境中去，進(jìn)行從液態(tài)到固態(tài)的逆相變。　在這兩種相變過程中，所儲(chǔ)存或釋放的能量稱為相變潛熱。物理狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，材料自身的溫度在相變完成前幾乎維持不變，形成一個(gè)寬的溫度平臺(tái)，雖然溫度不變，但吸收或釋放的潛熱卻相當(dāng)大。