純八水氫氧化鋇相變蓄熱材料在使用過程中存在凝固過冷、相分離及體積變化等問題，因此需要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的改性研究。本文根據(jù)相變蓄熱材料成核機(jī)理，以八水氫氧化鋇為相變蓄熱材料基材，一水氫氧化鋇及去離子水作為復(fù)合添加劑，制備了混合比例為95.1% Ba(OH)2·8H2O+2% Ba(OH)2·H2O+2.9% H2O的復(fù)合相變蓄熱材料。對(duì)該復(fù)合相變蓄熱材料進(jìn)行了熱性能測(cè)試，結(jié)果表明：復(fù)合相變蓄熱材料的平均熱導(dǎo)率為1.2W/(m·K)、相變潛熱值為263.7kJ/kg；在復(fù)合相變蓄熱材料融化過程中進(jìn)行升溫-壓力實(shí)驗(yàn)，測(cè)試數(shù)據(jù)顯示容器內(nèi)部的相對(duì)壓力不超過0.09MPa；利用恒溫金屬浴儀器對(duì)該復(fù)合相變蓄熱材料進(jìn)行300次融化/凝固循環(huán)實(shí)驗(yàn)，測(cè)試數(shù)據(jù)顯示復(fù)合相變蓄熱材料過冷度增加量0.7℃、相變潛熱值降低0.796%。改性后的復(fù)合相變蓄熱材料相變溫度適宜、熱性能穩(wěn)定，可推廣應(yīng)用于中低溫相變儲(chǔ)熱系統(tǒng)。
相變儲(chǔ)能技術(shù)主要利用相變材料發(fā)生物理相變過程時(shí)會(huì)吸收或釋放大量相變潛熱的特性，從而實(shí)現(xiàn)熱能的存儲(chǔ)與釋放。在當(dāng)前儲(chǔ)能技術(shù)中，相變儲(chǔ)能技術(shù)是相對(duì)廉價(jià)的一種，因此已廣泛應(yīng)用于太陽能熱儲(chǔ)存、建筑節(jié)能、工業(yè)余熱回收及電力移峰填谷等領(lǐng)域。相變儲(chǔ)能技術(shù)的核心為相變材料，相變材料的性能參數(shù)決定其應(yīng)用范圍，因此其熱性能研究是相變儲(chǔ)能技術(shù)研究的關(guān)鍵。目前，實(shí)際應(yīng)用中使用最多的相變材料是中低溫固-液相變材料，其分為有機(jī)固-液相變材料和無機(jī)固-液相變材料。有機(jī)類的固-液相變材料熱導(dǎo)率較低、能量密度小、且價(jià)格一般較高，因此其在實(shí)際應(yīng)用中相對(duì)較少；而無機(jī)相變材料中，水合鹽類固-液相變材料價(jià)格便宜、熱導(dǎo)率較大、儲(chǔ)熱密度高，因此在當(dāng)前的太陽能熱儲(chǔ)存系統(tǒng)和谷電熱儲(chǔ)存系統(tǒng)中應(yīng)用較多。
八水氫氧化鋇[化學(xué)式Ba(OH)2·8H2O，其相變溫度為78℃，潛熱值達(dá)280kJ/kg]是中低溫固-液相變材料中潛熱值較高的一種材料，非常適合應(yīng)用于谷電儲(chǔ)熱供暖系統(tǒng)[8]。正是其具有適合一般供暖或供熱系統(tǒng)的相變溫度以及較高的相變潛熱，國內(nèi)越來越多的學(xué)者對(duì)其開展了深入研究。如盛強(qiáng)等通過對(duì)八水氫氧化鋇添加泡沫銅的相變儲(chǔ)熱裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，結(jié)果表明在八水氫氧化鋇中添加了泡沫銅不僅能提高體系的導(dǎo)熱性能，還能有效地抑制其過冷度。冷從斌等通過對(duì)八水氫氧化鋇制作成定型相變材料，發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)熱體系為93%Ba(OH)2·8H2O+ 6%EG+1%KH2PO4時(shí)，作為定型相變材料具有優(yōu)越的熱力性能。而紀(jì)珺等通過解決八水氫氧化鋇的過冷及傳熱等方面問題后，將其應(yīng)用于太陽能PV/T 集熱器上。
針對(duì)純八水氫氧化鋇相變材料在實(shí)際應(yīng)用過程中的過冷、相分離及膨脹等問題，本工作進(jìn)行了相應(yīng)的優(yōu)化篩選實(shí)驗(yàn)，并制備了一種復(fù)合八水氫氧化鋇相變材料。通過對(duì)該復(fù)合相變材料進(jìn)行相關(guān)性能測(cè)試，得到以下結(jié)論。
（1）通過成核劑篩選實(shí)驗(yàn)，得到純八水氫氧化鋇的優(yōu)選成核劑為一水氫氧化鋇。同時(shí)，為防止復(fù)合八水氫氧化鋇長(zhǎng)時(shí)間使用后的相分離現(xiàn)象，在復(fù)合材料中添加了一定量的去離子水。最終確定復(fù)合材料混合比例為：95.1% Ba(OH)2·8H2O+2% Ba(OH)2·H2O+2.9% H2O。
（2）純八水氫氧化鋇按照混合比例添加成核劑和去離子水后，其平均熱導(dǎo)率為1.2W/(m·K)，相變潛熱值為263.7kJ/kg。
（3）利用自制的不銹鋼容器測(cè)試了復(fù)合八水氫氧化鋇融化過程中溫度和壓力變化情況，測(cè)試結(jié)果顯示容器內(nèi)部的相對(duì)壓力不會(huì)超過0.09MPa，這為后期材料盛裝容器的承壓設(shè)計(jì)提供了數(shù)據(jù)參考。
（4）利用恒溫金屬浴循環(huán)儀測(cè)試了復(fù)合八水氫氧化鋇的300次融化/凝固循環(huán)，數(shù)據(jù)結(jié)果可預(yù)測(cè)該復(fù)合相變材料的使用壽命在13年以上。而在實(shí)際應(yīng)用中，該預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)僅供參考，在后期時(shí)間允許的情況下，可進(jìn)行3000次以上的融化/凝固循環(huán)測(cè)試，以便得到參考性更強(qiáng)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。
