25秒升溫至550℃　天津大學研製新型高溫儲熱材料

（香港文匯網記者 張聰 天津報道）太陽能、風能等清潔能源資源豐富，但因其固有的間歇性和波動性，大規模高效利用始終受制於儲能技術瓶頸。近日，天津大學封偉教授團隊成功研製出一種兼具高儲熱密度與優異循環穩定性的新型高溫複合相變材料，為太陽能光熱發電及工業餘熱回收等高溫應用提供了全新解決方案，相關成果已發表於國際期刊《先進功能材料》。團隊負責人表示，該新型高溫儲熱材料有望應用於聚光太陽能光熱發電系統，實現「白天儲熱、夜間釋能」，從根本上緩解太陽能的間歇性問題，同時在工業高溫餘熱回收等領域也展現出良好的應用潛力。當前，研究團隊正進一步優化材料的規模化製備工藝，並積極推動其在實際光熱系統中的應用驗證。

在冶金及聚光太陽能光熱發電等高溫應用場景中，傳統中低溫相變材料已難以滿足實際需求。高溫熔鹽雖具備較高儲熱密度和良好熱穩定性，但與石墨烯氣凝膠之間界面潤濕性較差，接觸角約為102°，無法通過常規浸漬或物理滲透方法實現均勻複合，極易導致熔鹽洩漏及分布不均，進而影響儲能系統的整體性能。

針對這一行業共性難題，研究團隊創新提出界面調控策略，在氧化石墨烯與LiF–NaCl–Li2CO3三元共晶鹽體系中引入聚乙二醇作為界面調控劑，藉助其橋接作用顯著改善兩相之間的相容性。研究人員先在80℃條件下攪拌形成均一凝膠體系，隨後經液氮定向冷凍、冷凍乾燥及高溫退火處理，成功構建出穩定的石墨烯氣凝膠-熔鹽複合結構，退火過程中聚乙二醇被完全去除，熔鹽被有效限域於石墨烯多孔骨架內部。

性能測試結果充分驗證了該材料的優異表現：其初始熔化焓達到531.1 J/g，在經歷50次高溫熱循環後，仍可保持約93%的儲熱能力；在聚光光照條件下，材料可在25秒內快速升溫至550℃，全光譜平均吸收率達92.7%，特定測試條件下光熱轉換效率最高可達91.6%。值得關注的是，隨着熱循環次數增加，材料內部熔鹽晶粒會逐步細化併發生重分布，使孔道填充更加緻密，熱導率由0.38 W·m⁻¹·K⁻¹提升至0.67 W·m⁻¹·K⁻¹；同時石墨烯骨架提供了豐富的異質形核位點，有效緩解了熔鹽的過冷現象，讓相變過程更加穩定可控。##