西班牙韦尔瓦大学开发新型相变流体拓宽工作温度范围
2026-07-12 14:31
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维度网讯,西班牙韦尔瓦大学(Universidad de Huelva,UHU)化学工程系与产品及化学工艺技术研究中心(Pro2TecS)合作,开发出一种基于非水Pickering乳液的新型蓄热流体,可提升太阳能热系统及工业热管理中的热量储存能力。

传统蓄热流体多以水为基液,受限于100°C的沸点。该团队采用聚乙二醇400(PEG 400)替代水作为连续相,显著拓宽了工作温度范围。相关成果以《纳米颗粒浓度对非水石蜡Pickering乳液在PEG400中高效储热的影响》(Effect of nanoparticle concentration on non-aqueous paraffin pickering emulsions in PEG400 for efficient thermal energy storage)为题发表于期刊《热科学与工程进展》(Thermal Science and Engineering Progress)。

该流体将熔点在58至60°C之间的石蜡作为分散相,通过相变过程储存能量:升温时石蜡熔化吸热,降温时凝固放热。二氧化硅纳米颗粒作为稳定剂包裹石蜡微滴,形成物理屏障防止合并,避免了传统表面活性剂的使用。这一稳定性对材料在热交换回路、储罐或管道网络中的应用至关重要。

研究团队评估了二氧化硅浓度在0.10%至3%之间的不同配方。测试表明,较高的纳米颗粒含量能生成更小的微滴,并提升乳液稳定性。经过多次反复加热和冷却循环,石蜡微滴仍能保持结构完整并均匀分布,蓄热能力无明显损失。

研究人员指出,该技术可应用于太阳能热装置、工业余热回收、空调系统以及温度敏感产品的运输保存。与其它石蜡基材料相比,其储热能力相当,但非水基液带来的更宽工作温度范围赋予其更高的应用灵活性。

该研究获得了安达卢西亚自治区政府EMERGIA计划、西班牙科学、创新与大学部、国家研究署及欧洲区域发展基金(FEDER)的资助。研究团队下一步计划在韦尔瓦大学的中试装置中验证该材料在实际操作条件下的性能,以推动提升能效、减少对化石燃料依赖的解决方案。

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