本發明專利技術公開了一種用于儲存冷能的低溫相變材料，其特征在于，所述低溫相變材料，按照重量份數計，其配方包括：納米金屬材料0.2~5份，納米多孔石墨基體0.2~5份，表面活性劑0.2~5份，低溫有機相變物質20~98份。還公開其制備方法。本發明專利技術的低溫蓄能材料可用于儲存用能高峰時富裕的廢冷，在低谷時將儲存的冷量釋放出來。待材料外運至其他所需的地方，供冷能利用設備使用，解決了冷能供應波動性大等問題，大幅的提高了冷能的利用率，具有節能環保、穩定性更好，毒性較小，更能滿足蓄冷使用的需求。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種低溫相變材料，，屬于復合材料的
技術介紹
我國能源的主力為煤，雖然其在總能源中所占的比例逐漸下降，其總量卻仍在不斷增加。目前，用于發電的煤的比例從50%增至70%以上，而煤的開采及燃燒更是造成了嚴重的環境污染問題。據統計，70%-80%以上的S02、N0X、汞、顆粒物、CO2等都是由煤的直接燃燒引起。在這種狀況下，環境中的溫室氣體就很難減排，使得發電效率降低10個百分點左右。作為低排放的清潔燃料，液化天然氣(LNG)是當今世界增長最快的能源，全球LNG 貿易量已經超過一億噸，其中亞洲LNG進口占全球總量的70%以上。我國天然氣缺口嚴重， 急需進口 LNG。根據國家發展規劃，2015年LNG進口將達到4200萬噸。國內現已建成或在建的LNG接收站從南至北共有四座，其中廣東大鵬已建成投入運行，福建莆田、上海小洋山、寧波北倉在建。各接收站建設規模都為600萬噸左右。為了便于天然氣運輸，常將天然氣液化。在常壓下，天然氣的液化溫度為零下 1630C，每液化一噸LNG耗電約為850kW. h。而在LNG接收站，一般又需要將LNG通過氣化器氣化后使用，氣化時放出很大的冷量，其值為850kJ/kg。但是，目前在天然氣氣化器中冷能通常隨海水和空氣被舍棄了，造成了能源浪費。若LNG擁有的冷量能以100%的效率轉換化為電力，每噸LNG可利用的冷能能夠折合的電量約為240千瓦時。據此遞算，一座600萬噸 /年的LNG接收站，每年可利用的冷量約為14.4億千瓦時，全國LNG4200萬噸進口規模，每年可利用的冷量約為100億千瓦時，由此可見，可供利用的LNG冷量是相當可觀的。冷能可采用直接或者間接的方法加以利用。冷能直接利用方法包括冷能發電、 海水發電、液化分離空氣(液氮、液氧)、輕烴分離、冷凍倉庫、液化碳酸、制取干冰、空氣調節等；冷能間接利用有食品冷凍、低溫粉碎廢物處理、凍結保存、低溫醫療、食品保存等。從目前世界上冷能利用情況來看，冷能利用率都比較低，不超過20%。全國LNG冷能利用較多的國家是日本，日本每年從國外進口 LNG約5500萬噸，約20%的LNG其冷能得到利用。由于LNG主要用于調峰發電和城市燃氣，LNG的氣化負荷隨時間和季節發生波動。 天然氣需求白天和冬季多，LNG氣化所提供 的冷能也多。在夜晚和夏季，可以利用的LNG冷能也隨之減少。以上海為例，LNG氣化量每小時最高將能達到104萬立方米，而最低只有8. 5 立方米，起伏波動有十幾倍，這給LNG利用帶來了很大的影響，為了保證冷能利用設備的平穩運行，目前只能按最低氣化量來設計冷能利用的規模，導致了 LNG利用率僅為15. 1%。在使用中國專利用于液化天然氣冷能儲存的低溫相變材料及其制備方法(申請號 200910048456. 4)多次實驗下，發現通過案例4所配置的蓄冷材料相變溫度較高，穩定性較差，如圖5所示。該專利技術實施例的己烷毒性大，穩定性差。在中國專利納米多孔石墨的制備方法(專利號ZL200410052871. 4)的復合蓄冷材料分布不均勻，蓄冷能力差。因此，必須解決目前冷能供應波動性大等的問題，以提高LNG冷能得利用率。
技術實現思路
本專利技術的目的在于，提供一種，以克服現有技術所存在的上述缺點和不足。本專利技術提供的一種節能環保、適用范圍廣的、相變溫度為_40°C的冷能儲存材料。本專利技術所需要解決的技術問題，可以通過以下技術方案來實現作為本專利技術的第一方面，一種用于儲存冷能的低溫相變材料，其特征在于，所述低溫相變材料，按照重量份數計，其配方包括納米金屬材料O. 2 5份，納米多孔石墨基體 0.2 5份，表面活性劑O. 2 5份，低溫有機相變物質 2(Γ98份。其中，所述低溫有機物質選自于相變溫度在-15(T0°C之間的烷烴、醇類中的一種或者組合。其中，所述烷烴為溴乙烷或庚烷，所述醇類為庚醇或乙二醇。其中，所述納米金屬材料 為Ti02。其中，所述表面活性劑為陽離子表面活性劑，所述陽離子表面活性劑為思盤系列女口廣叩ο作為本專利技術第二方面，一種用于儲存冷能的低溫相變材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(I)納米多孔石墨基體的制備納米多孔石墨基體由鱗片石墨和氧化劑以及插層劑，運用熱化學方法進行插層反應，然后采用微波膨脹方法制備得到混合物(2)低溫相變材料的制備將納米金屬材料O. 2飛份，納米多孔石墨基體O. 2飛份，表面活性劑O. 2飛份和低溫有機相變物質2(Γ98份按比例混合，并通過高溫油浴配置溶液；(3)充分攪拌，混合均勻，靜置，冷卻至常溫，放入深冷試驗箱，完全凝固后得到用于儲存冷能的低溫相變材料。其中，所述低溫有機物質選自于相變溫度在-15(T(TC之間的烷烴、醇類中的一種或者組合。其中，所述烷烴為溴乙烷或庚烷，所述醇類為庚醇或乙二醇。其中，所述納米金屬材料為Ti02。其中，所述表面活性劑為陽離子表面活性劑，所述陽離子表面活性劑為思盤系列女口廣叩ο步驟(2)中，所述高溫油浴的溫度為15(T16(TC ;步驟(3)中，所述試驗箱的溫度為-150^00C ο本專利技術的有益效果在現有技術相比，本專利技術的低溫相變蓄能材料可用于儲存高峰時LNG氣化富裕的冷量，在低谷時將儲存的冷量將儲存的冷量釋放出來，或外暈倒其他所需的地方，供冷能利用設備使用，解決了冷能供應波動性大等問題，大幅提高了 LNG冷能得利用率，具有節能環保的優點。在使用中國專利200910048456多次實驗下，發現通過案例4所配置的蓄冷材料相變溫度較高，穩定性較差，如圖5所示。所以選取了溴乙烷以及乙二醇兩種相對穩定的材料，且所選材料毒性相對較小。在中國專利ZL200410052871. 4方法的基礎上高溫油浴了復合相變材料，使得所得復合蓄冷材料分布更均勻，蓄冷能力更良好。與專利200910048456實施例的己烷相比較，所選取的乙二醇、溴乙烷毒性相對較小，穩定性較好。附圖說明圖1為實施例1的DSC圖。其凝固相變溫度峰值為-50. 6度，相變潛熱值為68. 9 90J/g。圖2為實施例1的淺冷相變蓄能復合材料儲冷溫度曲線。圖3為實施例2的DSC圖。其相變潛熱值為70 83J/g，凝固相變溫度為-42度。圖4為實施例2相變蓄能復合材料的儲冷溫度曲線。圖5為己烷、庚醇、二氧化鈦的穩定性的儲冷溫度曲線。具體實施方式以下結合具體實施例，對本專利技術作進步說明。應理解，以下實施例僅用于說明本專利技術而非用于限定本專利技術的范圍。在本專利技術中，淺冷是指-5(T0°C，中冷是指-10(T-50°C，深冷是指-15(T-100°C。針對節能環保等領域對相變蓄能材料的要求，本專利技術采用納米多孔石墨與納米金屬基復合材料制備具有儲存冷能能力的低溫相變儲能復合材料，納米多孔石墨與金屬基復合材料主要由納米多孔石墨，納米金屬材料和有機相變材料構成，具有制備方法如下( I)納米多孔石墨基體的制備納米多孔石墨基體材料是由米用鱗片石墨和合適的氧化劑以及插層劑運用熱化學方法進行插層反應，然后采用微波膨脹方法制備納米多孔石墨材料，具體制備步驟參考專利專利技術(納米多孔石墨的制備方法，專利號 ZL200410052871. 4)；(2)用于冷能儲存的`低溫相變材料的制備方法將納米多孔石墨基體、TiO2與混合物按比例(wt%) 2飛98^95混本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于儲存冷能的低溫相變材料，其特征在于，所述低溫相變材料，按照重量份數計，其配方包括：納米金屬材料????????0.2~5份，納米多孔石墨基體????0.2~5份，表面活性劑??????????0.2~5份，低溫有機相變物質????20~98份。
【技術特征摘要】
1.一種用于儲存冷能的低溫相變材料，其特征在于，所述低溫相變材料，按照重量份數計，其配方包括 納米金屬材料O. 2飛份， 納米多孔石墨基體 O. 2飛份， 表面活性劑O. 2^5份， 低溫有機相變物質 2(Γ98份。2.根據權利要求1所述的用于儲存冷能的低溫相變材料，其特征在于所述低溫有機物質選自于相變溫度在-15(T0°C之間的烷烴、醇類中的一種或者組合。3.根據權利要求2所述的用于儲存冷能的低溫相變材料，其特征在于所述烷烴為溴乙烷或庚烷，所述醇類為庚醇或乙二醇。4.根據權利要求1所述的用于儲存冷能的低溫相變材料，其特征在于所述納米金屬材料為TiO2。5.根據權利要求1所述的用于儲存冷能的低溫相變材料，其特征在于所述表面活性劑為陽離子表面活性劑，所述陽離子表面活性劑為思盤系列產品。6.一種如權利要求1所述的用于儲存冷能的低溫相變材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)納米多孔石墨基體的制備 納米多孔石...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳旭東，
申請(專利權)人：上海海事大學，
類型：發明
國別省市：
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