科技日报
科技日报杭州1月8日电 (记者江耘 通讯员周天宇 查蒙)浙江大学能源工程学院研究员范利武团队与其合作者提出全新的“滑移强化接触熔化”机制,用“全固态复合表面”给相变热池内壁做了个“滑溜溜的改造”,为打破储能量大与充放热速度快之间的矛盾,提升相变热池的性能提供了新思路。相关研究成果8日发表在国际期刊《自然》上。
电池是现代生活不可或缺的设备,而“热池”作为热能存储装置,与电池原理相似,可实现热量的储存与释放。热池种类繁多,其中“相变热池”利用石蜡、水合盐等材料在固液转换时的“相变潜热”储热。然而,储能量大与充放热速度快之间的矛盾,一直制约着相变热池的性能提升。
“石蜡、水合盐、糖醇在相变时储热密度很高,很小一块就能‘装’下很多热量,但这类储热天赋高的材料导热能力往往很差,充热速度很慢。”范利武介绍。
研究团队瞄准接触式传热,给热池内壁做了层超滑处理,让固态的相变材料不粘壁,靠自身重力一直紧贴底部热源,近距离接受不断传来的热量,使“热池”全程保持高传热速率。该方法不依赖特殊的相变材料,只通过优化相变热池内壁环境实现高效传热。
这一核心思路最终落地为“全固态复合表面”,其由能脉冲加热的薄膜(预热层)与覆盖在薄膜表面的“类液涂层”(滑移界面)组成。“就像在锅底涂了一层超顺滑的特殊涂层,再用小火快速预热锅底,把一块黄油放上去。不仅不粘锅,还能自己滑动着快速熔化。”范利武介绍,除此以外相变材料会在自身重力作用下持续下沉,把熔化产生的液膜压得更薄,全程紧贴加热表面高效传热。“该技术最核心的优势,是实现了‘快充’与‘高储’的双赢。”范利武说。





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