熱儲(chǔ)能技術(shù)(TES)是一種能量密度高、應(yīng)用成本低的大規(guī)模儲(chǔ)能方式。TES技術(shù)包括潛熱存儲(chǔ)、顯熱存儲(chǔ)和熱化學(xué)存儲(chǔ)。其中,基于相變材料(PCMs)的潛熱存儲(chǔ)技術(shù)是一種非常有前景的熱儲(chǔ)能技術(shù)。PCMs能夠在熔融和結(jié)晶過(guò)程中可逆地儲(chǔ)存和釋放大量潛熱,可以解決熱能供需在時(shí)間、空間或強(qiáng)度上不匹配的問(wèn)題,已廣泛應(yīng)用于電子熱管理、余熱回收系統(tǒng)、谷電存儲(chǔ)系統(tǒng)、智能調(diào)溫紡織品、建筑材料等領(lǐng)域。
近年來(lái),隨著交叉學(xué)科的快速發(fā)展,多功能相變材料正在進(jìn)入更前沿的跨學(xué)科領(lǐng)域。2023年3月,北京科技大學(xué)王戈&北京師范大學(xué)陳曉團(tuán)隊(duì)以“Phase Change Thermal Storage Materials for Interdisciplinary Applications”為題在《Chemical Reviews》(影響因子:72.087)上發(fā)表綜述文章,全文共72頁(yè),5.4萬(wàn)字,40張圖。討論了相變材料的儲(chǔ)熱機(jī)理、傳熱機(jī)理和能量轉(zhuǎn)換機(jī)理,總結(jié)了相變材料在交叉學(xué)科中的最新進(jìn)展,揭示了復(fù)合相變材料的微觀結(jié)構(gòu)與熱物性之間的關(guān)聯(lián)性。最后,根據(jù)相變材料的交叉學(xué)科應(yīng)用,提出了當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)和未來(lái)的展望。
圖1相變儲(chǔ)熱材料在交叉學(xué)科中的應(yīng)用研究
圖2多能轉(zhuǎn)換機(jī)制
圖3相變儲(chǔ)熱材料在交叉學(xué)科中的主要研究進(jìn)展
圖4相變儲(chǔ)熱材料面臨的主要挑戰(zhàn)
原文鏈接:
https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.2c00572
https://doi.org/10.1039/D0EE01355B
作者簡(jiǎn)介:
陳曉:北京師范大學(xué)新材料研究院助理研究員,碩士生導(dǎo)師。2019年在北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院獲工學(xué)博士學(xué)位,同年加入北京師范大學(xué)新材料研究院從事師資博士后研究工作。主要研究方向包括相變儲(chǔ)能材料、隔熱材料、導(dǎo)熱材料等,近五年以第一作者/通訊作者在Chemical Reviews, Joule, Energy & Environmental Science, Matter (4), iScience (3), ACS Nano, Energy Storage Materials (3), Nano Energy (5), Advanced Science, Carbon Energy, Aggregate等國(guó)內(nèi)外高水平學(xué)術(shù)期刊發(fā)表SCI論文40余篇,多項(xiàng)成果入選期刊封面、ESI熱點(diǎn)論文和高被引論文,SCI引用2200余次。申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利26項(xiàng),授權(quán)10項(xiàng)。主持了國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金、中國(guó)博士后特別資助、中國(guó)博士后面上等6項(xiàng)項(xiàng)目。兼任國(guó)產(chǎn)新刊DeCarbon的青年編委以及Frontiers in Energy Research和Energies期刊的客座編輯。個(gè)人主頁(yè):
https://www.researchgate.net/profile/Xiao-Chen-68/research
王戈:2002年于美國(guó)Michigan Technological University化學(xué)系獲得理學(xué)博士學(xué)位,現(xiàn)為北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授。2002年入選北京市科技新星計(jì)劃,2005年入選教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃,2012年被聘為教育部“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授,2013年入選國(guó)家百千萬(wàn)人才工程并被授予“有突出貢獻(xiàn)中青年專家”榮譽(yù)稱號(hào),2015年全國(guó)冶金教育系統(tǒng)年度杰出人物獎(jiǎng)。從事高效集約型催化材料及高性能節(jié)能儲(chǔ)能材料等方面的應(yīng)用基礎(chǔ)研究。在Chem. Rev.、Nat. Commun.、Energy Environ. Sci.、Adv. Mater.、Appl. Catal. B-Environ.、ACS Catal.、Nano Energy、Energy Storage Mater.等期刊發(fā)表SCI收錄論文240余篇,授權(quán)發(fā)明專利70余項(xiàng)。作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人先后承擔(dān)了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題、863計(jì)劃、973計(jì)劃課題、國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)及面上項(xiàng)目等國(guó)家或省部級(jí)項(xiàng)目。其中 “新型綠色烯烴環(huán)氧化用催化材料的研究”在2011年獲北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)(第一完成人),2012年獲北京市教育教學(xué)成果一等獎(jiǎng),2014年作為主講人之一講授的“材料類專業(yè)導(dǎo)論課”入圍“中國(guó)大學(xué)視頻公開(kāi)課”,“功能復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、多級(jí)構(gòu)筑與性能定制研究”在2016年獲高等學(xué)?茖W(xué)研究?jī)?yōu)秀成果獎(jiǎng)自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)(第一完成人)。
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