一种基于空气触发跨季节储热的相变材料及其应用方法

本发明涉及新能源蓄能材料，具体为一种基于空气触发跨季节储热的相变材料及其应用方法。

背景技术：

1、相变材料是一种具有特殊热学性质的材料，在相变过程中可以吸收或释放大量热量而不改变其温度。这种特性使得相变材料在许多领域有着广泛的应用，包括但不限于热管理、能量储存和舒适性改善等方面，在建筑领域，相变材料常被用于制造蓄热板和蓄热球等产品，用于调节室内温度，提高建筑的能效。在服装和床上用品等领域，相变材料也被广泛应用，用于提供更加舒适的使用体验。在工业领域，相变材料被应用于太阳能储热系统、冷冻系统等，用于提高能源的利用效率。

2、目前传统的相变材料需要通过机械触发的方式从物理状态上改变相变材料的结构或形态来实现相变，常见的机械触发的方式包括压力触发、形状记忆合金、机械振动和外部机械装置。频繁的机械触发可能导致相变材料的损坏或疲劳，降低其使用寿命。特别是在需要长时间或高频率触发的应用中，相变材料的耐久性可能成为一个问题；并且传统相变材料的过冷度较高，会导致相变材料在不稳定的温度范围内发生相变，影响到相变材料的稳定性和可靠性，并且过高的过冷度会限制相变材料在某些应用中的使用。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于空气触发跨季节储热的相变材料及其应用方法，解决了相变材料需要机械触发以及过冷度高的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于空气触发跨季节储热的相变材料，包括以下重量份原料：去离子水30-40份、配位剂15-20份、水分媒介物质5-10份、添加剂3-8份和螯合剂3-5份；其中，配位剂可以是多种组合，如edta-4na、edta、dtpa、糠酸、nta、hedta和cdta；水分媒介物质可以是高分子吸水树脂、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、明胶、氢化淀粉和膨化玉米淀粉；添加剂可以是赤藓糖醇、木糖醇、甘露醇和山梨醇；螯合剂可以是氨四乙酸、硝基双胺四乙酸、氧氮双醇、二(羟乙基)氨基三乙酸、氨四乙酸、二乙烯三胺五乙酸和硫醇中的任意一种或多种组合

3、优选的，一种基于空气触发跨季节储热的相变材料的制备方法，包括以下步骤：

4、s1.初步混合

5、将去离子水、添加剂和配位剂加入至反应釜中，并在50℃的温度下搅拌30min，直至反应釜内形成清澈的溶液；

6、s2.吸收混合

7、再向溶液中加入水分媒介物质和螯合剂，继续在50℃的温度下搅拌30min，再将反应釜内混合物转移到样品瓶中；

8、s3.烘干成型

9、将样品瓶放在烘箱中，在130℃的温度下烘干7h，将溶液中的水分彻底去除，将样品瓶从烘箱中取出时立即使用瓶塞将样品瓶密封。

10、优选的，所述相变材料被储存在样品瓶中，在外界高温时吸热储能，当外界低温需要放热时，打开样品瓶，相变材料与空气接触触发结晶开始放热，放热过程中材料逐渐形成结晶，放热结束后结晶逐渐消失，另外通过加入的配位剂降低相变材料的过冷度，以实现跨季节储热。

11、本发明提供了一种基于空气触发跨季节储热的相变材料及其应用方法。

12、具备以下有益效果：

13、1、本发明通过添加的配位剂降低了相变材料的过冷度，使相变材料更接近其平衡相变温度，从而提高其稳定性和可靠性；并且过低的过冷度可以减少相变温度随时间或环境条件的变化，从而降低相变材料的相变温度漂移，使相变材料适用于更广泛的温度范围和应用场景。

14、2、本发明相较于机械触发而言，空气触发具有更简单的触发机制，不需要外部能源来触发相变，提高了材料的可持续性和环保性。

技术特征：

1.一种基于空气触发跨季节储热的相变材料，其特征在于：包括以下重量份原料：去离子水30-40份、配位剂15-20份、水分媒介物质5-10份、添加剂3-8份和螯合剂3-5份；

2.根据权利要求1所述的一种基于空气触发跨季节储热的相变材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的一种基于空气触发跨季节储热的相变材料的应用方法，其特征在于：所述相变材料被储存在样品瓶中，在外界高温时吸热储能，当外界低温需要放热时，打开样品瓶，相变材料与空气接触触发结晶开始放热，放热过程中材料逐渐形成结晶，放热结束后结晶逐渐消失，另外通过加入的配位剂降低相变材料的过冷度，以实现跨季节储热。

技术总结本发明提供一种基于空气触发跨季节储热的相变材料及其应用方法，涉及新能源蓄能材料领域。该基于空气触发跨季节储热的相变材料，包括以下重量份原料：去离子水30‑40份、配位剂15‑20份、水分媒介物质5‑10份、添加剂3‑8份和螯合剂3‑5份。通过添加的配位剂降低了相变材料的过冷度，使相变材料更接近其平衡相变温度，从而提高其稳定性和可靠性；并且过低的过冷度可以减少相变温度随时间或环境条件的变化，从而降低相变材料的相变温度漂移，使相变材料适用于更广泛的温度范围和应用场景；并且较于机械触发而言，空气触发具有更简单的触发机制，不需要外部能源来触发相变，提高了材料的可持续性和环保性。技术研发人员：汪玲玲,潘明明,东楠楠,余佳雪,于伟受保护的技术使用者：上海第二工业大学技术研发日：技术公布日：2024/7/11