本發(fā)明涉及相變材料，涉及一種相變蓄冷材料及其制備方法和應(yīng)用，尤其涉及一種相變蓄冷材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、蓄冷技術(shù)是一種高效儲能技術(shù)，相變蓄冷材料具備在低負荷時儲存能源，在高負荷時釋放能源的特性，使其在蓄冷技術(shù)中具有舉足輕重的地位。

2、不同領(lǐng)域?qū)ο嘧冃罾洳牧系囊蟛煌Ｔ诩竟?jié)性和時段性的負荷差異明顯的電力負荷管理中，變蓄冷材料需要有高的相變潛熱。在超低溫應(yīng)用領(lǐng)域，如lng在儲存和運輸過程中需要保持低溫，特別是需要保持在-90℃至-105℃的超低溫區(qū)；又如疫苗等藥品在儲存和運輸過程中需要保持低溫，從而提高其保存效果和流通效率。

3、然而，現(xiàn)有的相變蓄冷材料大多集中在中低溫范圍。傳統(tǒng)的無機相變材料如無機鹽，雖然在常規(guī)溫度下具有較好的熱性能，但在-90℃及以下溫區(qū)，通常面臨固化問題，無法繼續(xù)保持液態(tài)，從而失去儲能功能。

4、因此，一種能夠提供持續(xù)的低溫環(huán)境，特別是在-90℃至-105℃溫區(qū)，能夠有效儲存冷能，且在需要時釋放能量的相變蓄冷材料，在上述應(yīng)用領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種相變蓄冷材料及其制備方法和應(yīng)用，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中相變蓄冷材料大多集中在中低溫范圍而難以滿足在-90℃以下溫區(qū)儲能要求的缺陷。

2、具體地，第一方面，本發(fā)明提供一種相變蓄冷材料，包括：兩種以上的組分；

3、所述組分包括酯類物質(zhì)；

4、所述酯類物質(zhì)選自戊酸丁酯、丁酸乙酯和乙酸正丙酯中的一種或兩種以上的組合。

5、根據(jù)本發(fā)明提供的如上所述相變蓄冷材料，還包括烷烴；

6、優(yōu)選地，所述烷烴選自正己烷、2,5-二甲基己烷和正庚烷中的一種或兩種以上的組合。

7、根據(jù)本發(fā)明提供的如上所述相變蓄冷材料，還包括烯烴；

8、優(yōu)選地，所述烯烴包括1-辛烯。

9、根據(jù)本發(fā)明提供的如上所述相變蓄冷材料，還包括烷烴和烯烴；

10、烷烴、烯烴和酯類物質(zhì)的摩爾比為36~55：51~64：36~62；優(yōu)選為45~46：63~64：45~46。

11、根據(jù)本發(fā)明提供的如上所述相變蓄冷材料，所述相變蓄冷材料的共晶溫度小于等于-90℃；

12、和/或，所述相變蓄冷材料的固液相變潛熱大于等于11500j/mol。

13、根據(jù)本發(fā)明提供的如上所述相變蓄冷材料，所述相變蓄冷材料為二元混合介質(zhì)或者三元混合介質(zhì)；

14、優(yōu)選地，所述相變蓄冷材料為兩種酯類物質(zhì)組成的二元混合介質(zhì)、烷烴和酯類物質(zhì)組成的二元混合介質(zhì)、烯烴和酯類物質(zhì)組成的二元混合介質(zhì)、烷烴和酯類物質(zhì)組成的三元混合介質(zhì)或者烷烴、烯烴和酯類物質(zhì)組成的三元混合介質(zhì)。

15、根據(jù)本發(fā)明提供的如上所述相變蓄冷材料，所述兩種酯類物質(zhì)組成的二元混合介質(zhì)由丁酸乙酯(c6h12o2)和乙酸正丙酯(c5h10o2)組成；優(yōu)選地，所述丁酸乙酯的摩爾百分數(shù)為50~55%，進一步優(yōu)選為51.5%；

16、所述烷烴和酯類物質(zhì)組成的二元混合介質(zhì)由2,5-二甲基己烷(c8h18)和乙酸正丙酯(c5h10o2)組成；優(yōu)選地，所述2,5-二甲基己烷的摩爾百分數(shù)為40~45%，進一步優(yōu)選為43.2%；

17、所述烯烴和酯類物質(zhì)組成的二元混合介質(zhì)由1-辛烯(c8h16)和戊酸丁酯(c9h18o2)組成；優(yōu)選地，所述1-辛烯的摩爾百分數(shù)為60~65%，進一步優(yōu)選為63.9%；

18、所述烷烴和酯類物質(zhì)組成的三元混合介質(zhì)由正己烷(c6h14)、正庚烷(c7h16)和戊酸丁酯(c9h18o2)組成，優(yōu)選地，正己烷的摩爾百分數(shù)為47%~66%，正庚烷的摩爾百分數(shù)為34%~51%，戊酸丁酯的摩爾百分數(shù)為50%~52%。

19、所述烷烴、烯烴和酯類物質(zhì)組成的三元混合介質(zhì)由2,5-二甲基己烷(c8h18)、1-辛烯(c8h16)和丁酸乙酯(c6h12o2)組成，優(yōu)選地，2,5-二甲基己烷的摩爾百分數(shù)為23%~55%，1-辛烯的摩爾百分數(shù)為45%~92%，丁酸乙酯的摩爾百分數(shù)為8%~77%。

20、第二方面，本發(fā)明還提供如上所述相變蓄冷材料的制備方法，將構(gòu)成所述相變蓄冷材料的各組分混合；

21、優(yōu)選地，將構(gòu)成所述相變蓄冷材料的各組分混合得混合溶液，所述混合溶液在密封條件下攪拌得所述相變蓄冷材料。

22、進一步優(yōu)選地，所述混合的溫度為常溫。

23、進一步優(yōu)選地，所述攪拌的溫度為常溫。

24、第三方面，本發(fā)明還提供如上所述相變蓄冷材料或者如上所述制備方法制得的相變蓄冷材料，在-90℃~-105℃的溫度范圍內(nèi)儲能的應(yīng)用。

25、根據(jù)本發(fā)明提供的如上所述應(yīng)用，所述相變蓄冷材料用于液化天然氣的儲存、液化天然氣運輸、藥品儲存、藥品運輸或者電力負荷管理。

26、本發(fā)明提供的一種相變蓄冷材料及其制備方法和應(yīng)用，通過篩選特定的酯類物質(zhì)，可以得到共晶溫度小于等于-90℃，甚至小于等于170k，固液相變潛熱在11500j/mol以上的混合介質(zhì)，從而實現(xiàn)在-90℃以下溫區(qū)的儲能要求。本發(fā)明所選擇的物質(zhì)具備安全性高、熱性能優(yōu)異等特點，可用于液化天然氣的儲存、液化天然氣運輸、藥品儲存、藥品運輸或者電力負荷管理等領(lǐng)域。同時，本發(fā)明的相變蓄冷材料制備方法簡單，成本低，具備高的市場應(yīng)用前景。

技術(shù)特征：

1.一種相變蓄冷材料，其特征在于，包括：兩種以上的組分；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述相變蓄冷材料，其特征在于，還包括烷烴；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述相變蓄冷材料，其特征在于，還包括烯烴；

4.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項所述相變蓄冷材料，其特征在于，還包括烷烴和烯烴；

5.根據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項所述相變蓄冷材料，其特征在于，所述相變蓄冷材料的共晶溫度小于等于-90℃；

6.根據(jù)權(quán)利要求1~5中任一項所述相變蓄冷材料，其特征在于，所述相變蓄冷材料為二元混合介質(zhì)或者三元混合介質(zhì)；

7.根據(jù)權(quán)利要求1~6中任一項所述相變蓄冷材料，其特征在于，所述兩種酯類物質(zhì)組成的二元混合介質(zhì)由丁酸乙酯和乙酸正丙酯組成；優(yōu)選地，所述丁酸乙酯的摩爾百分數(shù)為50~55%，進一步優(yōu)選為51.5%；

8.權(quán)利要求1~7中任一項所述相變蓄冷材料的制備方法，其特征在于，將構(gòu)成所述相變蓄冷材料的各組分混合；

9.權(quán)利要求1~7中任一項所述相變蓄冷材料或者權(quán)利要求8所述制備方法制得的相變蓄冷材料，在-90℃~-105℃的溫度范圍內(nèi)儲能的應(yīng)用。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述應(yīng)用，其特征在于，所述相變蓄冷材料用于液化天然氣的儲存、液化天然氣運輸、藥品儲存、藥品運輸或者電力負荷管理。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及相變材料技術(shù)領(lǐng)域，提供一種相變蓄冷材料及其制備方法和應(yīng)用，該相變蓄冷材料包括兩種以上的組分；所述組分包括酯類物質(zhì)；所述酯類物質(zhì)選自戊酸丁酯、丁酸乙酯和乙酸正丙酯中的一種或兩種以上的組合。通過篩選特定的酯類物質(zhì)，可以得到共晶溫度小于等于?90℃的混合介質(zhì)，從而實現(xiàn)在?90℃以下溫區(qū)的儲能要求。本發(fā)明所選擇的物質(zhì)具備安全性高、熱性能優(yōu)異等特點，可用于液化天然氣的儲存、液化天然氣運輸、藥品儲存、藥品運輸或者電力負荷管理等領(lǐng)域。同時，本發(fā)明的相變蓄冷材料制備方法簡單，成本低，具備高的市場應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：王憲,公茂瓊,趙玉晴,趙延興
受保護的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15