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  隨著化石燃料的日益枯竭，能源的高效利用已成為社會可持續發展的基石。熱能作為能源的主要形式，有很大一部分以低品位廢熱的形式被浪費掉。為了提高能源的利用效率，對于低品位熱能的有效回收具有重要意義。在各種低品位熱能回收方法中，以有機相變材料（PCM）為核心的廢熱回收以其穩定性、高能量密度和較小的儲熱溫度范圍等優點受到了越來越多的關注。然而，有機相變材料在相變過程中容易泄漏，同時導熱系數（~0.27 W/mK）較低，都極大的限制了其在低品位廢熱回收領域的廣泛應用。因此，對相變材料進行規模化的有效封裝以開發出具有高導熱系數的形狀穩定相變復合材料 (SSPCC) 成為研究人員關注的焦點。

  近日，華中科技大學化學與化工學院盧翔副教授/瞿金平院士團隊在Composites Part A-Applied Science and Manufacturing(IF:7.664)上發表了題為“Large-scale preparation of flexible phase change composites with synergistically enhanced thermally conductive network for efficient low-grade thermal energy recovery and utilization”的論文。在本文中，通過蒸汽爆破輔助的熔融共混加工手段，大規模制備了一系列同時具備高蓄熱密度、高導熱率和優異循環穩定特性的復合相變材料(SSPCC)。該SSPCC以膨脹石墨（EG）和碳納米管（CNT）為協同導熱填料，借助蒸汽爆破工藝，使填料均勻分散在基體中并構建了連續的導熱網絡，由此熱導率得到了很大的提升。添加了15份復合填料的SSPCC的熱導率達到了2.11 W/m K。同時，該SSPCC還可以充當熱源在熱電轉化中更穩定更快速的輸出能量，并且能夠驅動電動小車平穩運行。蒸汽爆破輔助的熔融共混法為大規模制備高性能復合相變材料提供了新的方案。

  本文要點：

  1）利用蒸汽爆破輔助的熔融共混技術規模化制備了高熱導率復合相變材料。

  2）均勻分散的異質結構導熱填料在樹脂基體中構筑了連續的熱傳導通路。

  3）復合相變材料展現出優異的低品位廢熱回收性能和循環使用穩定性。

  4）高熱導率SSPCC在熱電轉換中作為熱源能夠更快的放出熱量產生電能驅動小車運動。

  論文第一作者為華中科技大學化學與化工學院在讀博士胡新鵬，論文共同通訊作者為華中科技大學化學與化工學院盧翔副教授和瞿金平院士。該研究得到國家自然科學基金、國家重點研發項目、國家科技支撐計劃以及華中科技大學自主創新基金的資助。

  論文鏈接：https://authors.elsevier.com/sd/article/S1359-835X(21)00480-2

作者簡介

  盧翔，華中科技大學化學與化工學院副教授，主要研究領域為高分子材料的功能化改性及成型加工新方法、新理論。目前已以第一或通訊作者在Chemical Engineering Journal, ACS Applied Materials & Interface, Composites Science and Technology, Composites Part A, Composites Part B等具有重要影響力的國際刊物上發表SCI論文50余篇，主持承擔國家自然科學基金等國家和省部級科技項目多項。