高效率太阳能热能存储中相变复合材料的研究展望

Perspective on phase change composites in high-efficiency solar-thermal energy storage

Zhizhao Mai · Kaijie You · Jianyong Chen · Xinxin Sheng · Applied Physics Letters · 2025年1月 · Vol.126

相变复合材料因其优异的储热能力和可控的相变行为，在高效太阳能热能存储领域展现出巨大潜力。本文综述了近年来相变复合材料在光热转换、导热性能提升及循环稳定性方面的研究进展，重点探讨了纳米填料增强、多孔基体设计与表面功能化等策略对材料性能的优化机制。同时，分析了当前材料在实际应用中面临的挑战，如成本、长期稳定性和规模化制备问题，并对未来发展方向提出展望，旨在推动高性能太阳能热能存储技术的实用化进程。

解读: 该相变复合材料技术对阳光电源光储一体化系统具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统中，可利用相变材料的高储热密度特性实现电池热管理优化，通过纳米填料增强导热性能提升散热效率，延长电池循环寿命。对于光伏侧，相变储热技术可与SG系列逆变器配合构建光热-光伏混合发电系统，提升能源利用率。材料的...

受生物启发的重力导向组装铜纳米片互锁支架：各向异性的形状自适应相变复合材料用于太阳能-热能转换与热管理

Bioinspired interlocking copper nanosheet scaffolds via gravity-directed assembly: Anisotropic shape-adaptive phase change composites for solar-thermal conversion and thermal management

Pan Guo · Weiguo Chena · Junyu Lua · Ligang Zhang 等9人 · Energy Conversion and Management · 2025年1月 · Vol.343

摘要 相变材料（如石蜡）在热能存储方面具有广阔前景，但存在导热系数低以及熔融过程中结构不稳定的问题。本文报道了一种受生物启发的重力导向组装方法，用于制备形状自适应的相变复合材料，该方法将铜纳米片集成到聚二甲基硅氧烷（PDMS）基体中，形成类似贻贝结构的互锁层状支架。 hierarchical 铜纳米片网络使面内导热系数提升至4.27 W·m⁻¹·K⁻¹（是纯石蜡的20倍），并具有5:1的各向异性比，实现了快速的横向热扩散。PDMS基体赋予材料柔韧性和形状自适应能力，而互锁的铜纳米片则对熔融石蜡起...

解读: 该仿生铜纳米片相变复合材料技术对阳光电源储能及光伏系统具有重要应用价值。其84.8%光热转换效率和4.27 W·m⁻¹·K⁻¹导热系数可优化PowerTitan储能系统的热管理性能,降低PCS功率模块温升。柔性形状自适应特性适用于SG系列逆变器复杂散热结构,特别是1500V高压系统的SiC/GaN器...