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大連化物所研發(fā)出柔性相變儲(chǔ)能材料膜并應(yīng)用于可穿戴熱管理器件
發(fā)布者:admin | 來(lái)源:中科院大連化物所 | 0評(píng)論 | 5544查看 | 2020-10-27 18:34:19    

近日,大連化物所氫能與先進(jìn)材料研究部熱化學(xué)研究組(DNL1903)史全研究團(tuán)隊(duì)與催化基礎(chǔ)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室二維材料化學(xué)與能源應(yīng)用研究組(508組)吳忠?guī)浹芯繂T團(tuán)隊(duì)合作,通過(guò)簡(jiǎn)單易行的合成策略,開(kāi)發(fā)了一種柔性相變儲(chǔ)能材料膜,并將其與柔性石墨烯膜相結(jié)合應(yīng)用于可穿戴熱管理器件。該相變材料膜機(jī)械柔性好、形狀可裁剪及折疊、冷熱循環(huán)壽命長(zhǎng),相變過(guò)程中材料始終保持固態(tài),并且可實(shí)現(xiàn)大尺寸制備,為開(kāi)發(fā)高性能柔性相變儲(chǔ)能材料及熱管理器件提供了新的方法與思路。


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相變儲(chǔ)能材料能夠在恒定溫度下吸收和釋放大量潛熱,可作為一種高效熱能儲(chǔ)存與溫度控制介質(zhì)廣泛應(yīng)用于電子器件熱管理領(lǐng)域。然而,傳統(tǒng)相變儲(chǔ)能材料一般利用其固液相變行為進(jìn)行儲(chǔ)能與控溫,固相材料因剛性大而不具備柔性,液相材料在相變過(guò)程中會(huì)發(fā)生泄漏,無(wú)法應(yīng)用于柔性可穿戴器件熱管理。針對(duì)此問(wèn)題,史全團(tuán)隊(duì)通過(guò)化學(xué)聚合的方法獲得了一種柔性相變儲(chǔ)能材料膜。該相變材料膜具備表觀的固—固相變特性,相變焓和相變溫度在5-60°C溫度范圍內(nèi)可調(diào),冷熱循環(huán)1000次后仍然表現(xiàn)出穩(wěn)定的相變性能。此外,該相變材料膜表現(xiàn)出優(yōu)異的本征柔韌性,可折疊或裁剪成任何形狀,可制備大尺寸膜,為大規(guī)模制備柔性相變材料膜提供了可能。該相變材料膜與吳忠?guī)泩F(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的柔性石墨烯膜集成得到柔性熱管理器件,可在不同溫度、光照及電加熱情況下表現(xiàn)出優(yōu)異的溫度控制、光熱轉(zhuǎn)化及電熱轉(zhuǎn)化性能,最高電—熱轉(zhuǎn)換效率可達(dá)94%。研究人員進(jìn)一步將大尺寸柔性熱管理器件縫制到衣服上,在人體彎曲動(dòng)作中該柔性器件仍然保持穩(wěn)定的熱管理性能,在開(kāi)發(fā)下一代柔性可穿戴熱管理器件方面具有重要的應(yīng)用前景。


上述研究成果于近日發(fā)表在《能源存儲(chǔ)材料》(Energy Storage Materials)上。該工作得到我所創(chuàng)新基金、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。

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