邹超/翟兰兰教授课题组在具有优异热存储可靠性的十六胺@二氧化硅纳米胶囊的研究进展

相变储能材料（PCM）由于具有良好的储热能力成为了一种有效的储热方法，尤其是近几十年来，人们对各种固液PCM进行了热能储存研究，如石蜡、盐水合物、脂肪酸和共晶化合物。它们已被广泛应用于许多领域，如建筑节能、太阳能利用、余热回收和其他热能存储系统以满足巨大的能源需求。目前，基于脂肪胺所制备的固固相变复合材料具有很高的潜热性和导热性。但经过热循环后，复合材料的储能能力明显下降。这意味着由于多孔材料的开孔结构，一些作为储能材料的熔融脂肪酸胺从多孔材料中泄漏。复合材料的回收性能下降，降低了储能性能，缩短了使用寿命。

近日，邹超教授课题组在能源领域期刊《Energy Reports》上发表了题为“Hexadecylamine@silica nanocapsule with excellent operational reliability for thermal energy storage”的论文。邹超教授和翟兰兰副教授为共同通讯作者。

该工作将十六胺（HDA）原位封装在二氧化硅纳米壳中，获得在能量释放/存储过程中具有良好热可靠性的HDA@SiO₂纳米胶囊。HDA@SiO2纳米胶囊的结晶和熔化潜热分别为189.3和193.8Jg⁻¹，其中91.2 %的HDA封装在纳米胶囊中。HDA@SiO2纳米胶囊的结晶温度和熔化温度（TC和TM）分别为33.34^◦C和49.53^◦C。经过200次热循环后，HDA@SiO₂纳米胶囊随相变温度不变的潜热分别降低了0.16 %和0.46 %，表明HDA@SiO₂纳米胶囊具有优异的的运行可靠性。此外，HDA@SiO₂的导热系数为0.13Wm⁻¹K⁻¹，比纯HDA提高了约20 %。与纯HDA相比，HDA@SiO₂复合相变材料的降解和蒸发温度提高了10^◦C以上。本项工作开发的HDA@SiO₂纳米胶囊在能量释放过程中表现出了良好的存储可靠性和高潜热。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.egyr.2022.06.024