本發(fā)明涉及的是儲熱領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種具有單位體積儲熱密度在1500KJ/L以上且有助于提高傳熱性能的化學(xué)儲熱材料制備方法。

背景技術(shù)：

隨著全球能源短缺問題的日益嚴(yán)峻，熱能的儲存再利用技術(shù)也越來越重要，并成為研究和開發(fā)熱點，熱能儲存方式包括：顯熱、潛熱和化學(xué)反應(yīng)熱三種方式。

儲熱技術(shù)是提高能源利用效率和保護(hù)環(huán)境的重要技術(shù)，可用于解決熱能供給與需求失配的矛盾，在電力“移峰填谷”、太陽能利用、廢熱和余熱的回收利用等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景?；瘜W(xué)儲熱是利用化學(xué)反應(yīng)過程來儲存釋放熱量，相變顯熱和潛熱，化學(xué)熱的儲熱密度更大，且不需要常溫的保溫儲存，可以有效的利用空間和節(jié)省成本。

化學(xué)儲熱在諸多儲熱方式中具有儲能密度大、可調(diào)工作溫度范圍廣的優(yōu)點，但是現(xiàn)有粉體顆粒狀儲熱材料的堆積密度過小，導(dǎo)致單位體積儲熱密度比理論儲熱密度小很多，且化學(xué)儲熱材料多為無機物粉末，傳熱性能差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出了一種高儲熱密度化學(xué)儲熱材料及其制備方法，能夠大幅提高現(xiàn)有粉體顆粒材料的單位體積儲熱量，并改善其導(dǎo)熱性能。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明涉及一種高儲熱密度化學(xué)儲熱材料，其組分及質(zhì)量百分比含量為：作為儲熱材料的氫氧化鈣為80～95％、膨脹石墨3.75～15％以及溴化鋰1.25％～5％。

所述的氫氧化鈣的質(zhì)量百分比優(yōu)選為90％；

所述的膨脹石墨的質(zhì)量百分比優(yōu)選為7.5％；

所述的溴化鋰的質(zhì)量百分比優(yōu)選為2.5％。

本發(fā)明涉及上述化學(xué)儲熱材料的制備方法，通過將溴化鋰與無水乙醇混合后進(jìn)一步加入氫氧化鈣并均勻分散，然后向混合物中加入膨脹石墨并減壓蒸發(fā)和干燥處理后儲熱材料，最后經(jīng)壓緊處理即得。

所述的均勻分散，通過超聲波攪拌20分鐘實現(xiàn)。

所述的膨脹石墨，優(yōu)選預(yù)先置于電爐中，在500℃下膨脹20分鐘。

所述的減壓蒸發(fā)，通過置于真空干燥箱中120分鐘以去除無水乙醇。

所述的干燥處理，優(yōu)選在120℃環(huán)境下加熱24小時。

所述的壓緊處理，優(yōu)選使用壓片機，對干燥后的儲熱材料壓實至圓柱狀。

本發(fā)明涉及上述化學(xué)儲熱材料的應(yīng)用，可將其用于工業(yè)廢熱的儲存再利用，以及太陽能熱量的儲存利用等方面。

技術(shù)效果

與現(xiàn)有儲熱材料及技術(shù)相比，本發(fā)明可以大幅提高化學(xué)儲熱材料的單位體積儲熱密度，可以由500KJ/L左右，提升到1500KJ/L以上。另外膨脹石墨的加入還可以提高儲熱材料的導(dǎo)熱性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明方法流程圖；

圖2為本發(fā)明儲熱材料在蒸干后的形態(tài)圖；

圖3儲熱材料經(jīng)過壓片機壓片成型后的圖片；

圖4為儲熱材料氫氧化鈣所占比例為90％時的高儲熱密度材料DSC測試數(shù)據(jù)。

具體實施方式

實施例1

如圖1所示，本實施例包括以下步驟：

步驟1，稱取0.35g的溴化鋰(分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn))加入到約200mL的無水乙醇當(dāng)中，然后放入12g氫氧化鈣(分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn))，使用超聲波攪拌20分鐘。

步驟2，稱取1g膨脹石墨，置于電爐中，在500℃下膨脹20分鐘，然后將膨脹好的石墨置于混合物中，然后置于真空干燥箱中進(jìn)行減壓蒸發(fā)120分鐘，以去除無水乙醇。剩余物置于干燥箱中120℃下加熱24小時，得到干燥后的儲熱材料(如圖2所示)。

步驟3，使用如圖3所示的壓片機，對干燥后得到的儲熱材料進(jìn)行壓實壓片，塊體為圓柱狀(如圖3所示)，尺寸為直徑8mm，高8.3mm，可以計算得到體積為0.417ml，重為544.52mg可得圓柱體密度1.3058kg/L。從圓柱體上挖取一45mg的小塊，然后使用差示掃描量熱儀(DSC)對儲熱材料進(jìn)行儲熱量測試，然后使用測試得到的熱量52668mJ(如圖4所示)，進(jìn)行換算，結(jié)果表明制取的儲熱材料單位體積儲熱密度為1528KJ/L。

實施例2

如圖1所示，本實施例包括以下步驟：

步驟1，稱取0.7g的溴化鋰(分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn))加入到約200mL的無水乙醇當(dāng)中，然后放入10.8g氫氧化鈣(分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn))，使用超聲波攪拌20分鐘

步驟2，稱取2g膨脹石墨，置于電爐中，在500℃下膨脹20分鐘，然后將膨脹好的石墨置于混合物中，然后置于真空干燥箱中進(jìn)行減壓蒸發(fā)120分鐘，以去除無水乙醇。剩余物置于干燥箱中120℃下加熱24小時，得到干燥后的儲熱材料(如圖2所示)。

步驟3，使用如圖3所示的壓片機，對干燥后得到的儲熱材料進(jìn)行壓實壓片，塊體為圓柱狀，尺寸為直徑8mm，高7.5mm。從圓柱體上挖取一39mg的小塊，然后使用差示掃描量熱儀(DSC)對儲熱材料進(jìn)行儲熱量測試，然后使用測試得到的熱量，同實施例1方法進(jìn)行換算，結(jié)果表明制取的儲熱材料單位體積儲熱密度為1307KJ/L。

實施例3

如圖1所示，本實施例包括以下步驟：

步驟1，稱取0.2g的溴化鋰(分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn))加入到約200mL的無水乙醇當(dāng)中，然后放入12.8g氫氧化鈣(分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn))，使用超聲波攪拌20分鐘

步驟2，稱取0.5g膨脹石墨，置于電爐中，在500℃下膨脹20分鐘，然后將膨脹好的石墨置于混合物中，然后置于真空干燥箱中進(jìn)行減壓蒸發(fā)120分鐘，以去除無水乙醇。剩余物置于干燥箱中120℃下加熱24小時，得到干燥后的儲熱材料(如圖2所示)。

步驟3，使用如圖3所示的壓片機，對干燥后得到的儲熱材料進(jìn)行壓實壓片，塊體為圓柱狀，尺寸為直徑8mm，高8mm。從圓柱體上挖取一41mg的小塊，然后使用差示掃描量熱儀(DSC)對儲熱材料進(jìn)行儲熱量測試，然后使用測試得到的熱量，同實施例1方法進(jìn)行換算，結(jié)果表明制取的儲熱材料單位體積儲熱密度為1587KJ/L。

結(jié)果表明，本發(fā)明的儲熱材料，通過上述步驟的制備后，可以形成較緊密的形態(tài)，與現(xiàn)有粉末狀松散結(jié)構(gòu)儲熱材料的500KJ/L左右儲熱密度，可以提升到1500KJ/L以上，大大改善粉末狀松散結(jié)構(gòu)儲熱材料的單位體積儲熱密度，不但可以節(jié)省運輸成本，也可以節(jié)省設(shè)備及占地成本。

上述具體實施可由本領(lǐng)域技術(shù)人員在不背離本發(fā)明原理和宗旨的前提下以不同的方式對其進(jìn)行局部調(diào)整，本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)且不由上述具體實施所限，在其范圍內(nèi)的各個實現(xiàn)方案均受本發(fā)明之約束。