溴化鍶相變材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及用于儲(chǔ)能系統(tǒng)的相變材料(PCM)。更特別地，本申請(qǐng)涉及一種包括溴化 鍶和金屬鹵化物的相變材料，其在約76°C至88°C的溫度范圍內(nèi)儲(chǔ)熱最優(yōu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在相變材料領(lǐng)域中，要提供在約76°C至88°C的溫度范圍內(nèi)相變的相變材料存在問(wèn) 題。這是因?yàn)樵谶@個(gè)溫度范圍內(nèi)，組合物比如溴化鎂六水合物，存在輕微不一致熔融。
[0003] 溴化鍶六水合物的共熔點(diǎn)為88°C，之前即使有，也很少被用作PCM。之前僅由該領(lǐng) 域的領(lǐng)先專(zhuān)家萊恩（Lane)在文獻(xiàn)中提及[Lane G.A.:Solar Heat Storage:Latent Heat Material-Volume I: Background and Scientific Principles ,CRC press，F(xiàn)lorida (1983)]，指出其太昂貴。在US4003426中也引用了溴化鍶六水合物，其雖然提及溴化鍶六水 合物用作相變材料，但是并沒(méi)有公開(kāi)其與金屬鹵化物結(jié)合使用。
[0004] 因此，人們?cè)谙嘧儾牧项I(lǐng)域進(jìn)行了許多努力，以尋找在約76°C至88°C的溫度范圍 內(nèi)相變、并能夠高效工作的相變材料。這種相變的溫度變化對(duì)于能夠在家用供熱市場(chǎng)使用 的儲(chǔ)能系統(tǒng)極其有用。
[0005] 本發(fā)明至少一方面的目的在于消除或緩解至少一個(gè)或多個(gè)上述問(wèn)題。
[0006] 本發(fā)明至少一方面的另一目的在于提供一種相變材料，其在約76°C至88°C的溫度 范圍內(nèi)相變。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種相變材料(PCM)，其包括：
[000S] 溴化鍶；以及
[0009] 至少一種金屬鹵化物；
[0010] 其中所述PCM在約76°C至88°C溫度范圍的區(qū)域中相變。
[0011]總地來(lái)說(shuō)，本發(fā)明由此提供了一種在約76°C至88°C區(qū)域中相變的PCM。這使得PCM 高度適用于比如W02009/138771和W02011/058383中描述的儲(chǔ)能系統(tǒng)，W02009/138771和 W02011/058383通過(guò)引用并入本文。
[0012]由此本發(fā)明的PCM基于溴化鍶和金屬鹵化物的混合物，該金屬鹵化物比如溴化鎂 或其水合物。溴化鎂的替代物可為下列溴化物或其水合物的其中之一或組合：
[0013] 溴化鋅；
[0014] 溴化鈷；
[0015] 溴化鋰；
[0016] 溴化鈉；
[0017] 溴化鉀；
[0018] 溴化鈣；
[0019] 溴化鐵；
[0020]溴化銅；以及 [0021 ]溴化鋁。
[0022] 溴化鎂的替代物可為任意可混溶的有機(jī)化合物。
[0023] 此外，也可使用氯化鍶鹽。
[0024] 特別地，溴化鍶和至少一種金屬氯化物可為水合物形式。
[0025] 或者，可使用無(wú)水溴化鍶(CAS: 100476-81-0)和無(wú)水溴化鎂(CAS: 7789-48-2)作為 初始成分，而不是六水合物形式。在這種情況，必須添加水以獲得最終的PCM。
[0026] 溴化鍶含量的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為約20-50% (wt. % )，優(yōu)選為約30-35%。
[0027]金屬鹵化物含量的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為約50-85%，優(yōu)選為約65-70%。
[0028] 例如，一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式為約25-35wt. %或優(yōu)選的32wt. %的MgBr2. H20;約55-75wt. %或優(yōu)選約65wt. %的SrBr2.H2〇;以及l(fā)-5wt. %或優(yōu)選3wt. %的水。發(fā)現(xiàn)含有32wt. % MgBr2.H2〇、65wt. %SrBr2.H2〇和3wt. %水的PCM在約77°C發(fā)生相變。
[0029] 約30_35wt. %溴化鎂六水合物和約65_70wt. %溴化鍶的組合物在75_80°C相變。 這個(gè)溫度對(duì)比如在儲(chǔ)能系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的相變材料應(yīng)用很重要。
[0030] 發(fā)現(xiàn)32wt. %MgBr2.H2〇、65wt. %SrBr2.H20和3wt. %水的最小熔點(diǎn)為約77°C。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于形成PCM的工藝，其包括：
[0032]提供溴化鍶；以及
[0033] 提供至少一種金屬鹵化物；
[0034] 將所述溴化鍶和至少一種金屬鹵化物混合在一起；
[0035] 其中PCM在約76°C至88°C溫度范圍的區(qū)域相變。
[0036] 將溴化鍶和金屬鹵化物在混合容器中混合;或者如果PCM直接在最終熱電池中制 備，將溴化鍶和金屬鹵化物在熱電池外殼中混合。
[0037] 在混合期間，混合容器或熱蓄能器殼體的溫度可提高至比相變溫度高約2_5°C(例 如3°C)，保持該溫度使材料熔融。
[0038] 獲得的混合物可為攪拌/混合的混合物，直至其為液體并均一。
[0039]或者，始于無(wú)水物，按照下列工藝：
[0040] 1)根據(jù)需要的相變溫度，將適當(dāng)比例的無(wú)水溴化鍶和無(wú)水金屬鹵化物(例如無(wú)水 溴化鎂)與可選的另一相變溫度降低成分混合；
[0041] 2)加入適當(dāng)比例的熱水以獲得需要的相變材料，該相變材料的溫度高于需要的最 終相變溫度，使得兩種組分熔融;或者，加入適當(dāng)比例的水獲得需要的相變材料，該相變材 料的溫度低于需要的最終相變溫度，然后將混合容器或熱電池外殼(如果PCM在最終熱電池 中直接制備)的溫度提高至比相變溫度高約2°C_5°C(例如3°C)，并保持該溫度使材料熔融；
[0042] 3)攪拌混合物，直至其為液體并均一。
[0043] PCM可如第一方面所限定。
【附圖說(shuō)明】
[0044]參考附圖，本發(fā)明的實(shí)施方式現(xiàn)僅作為示例進(jìn)行描述，其中：
[0045]圖1展示了溴化鍶六水合物的百分比與相變溫度之間的關(guān)系。
【具體實(shí)施方式】
[0046] 總的來(lái)說(shuō)，本發(fā)明提供了一種相變材料，其在約76°C至88°C的溫度范圍內(nèi)儲(chǔ)存熱 量最佳。
[0047] 本發(fā)明的相變材料(PCM)基于溴化鍶和金屬鹵化物比如溴化鎂的混合物。溴化鎂 的替代物可為下列溴化物或其水合物中的任一或組合：
[0048] 溴化鋅；
[0049] 溴化鈷；
[0050] 溴化鋰；
[0051] 溴化鈉；
[0052] 溴化鉀；
[0053] 溴化鈣；
[0054] 溴化鐵；
[0055] 溴化銅；以及 [0056]溴化鋁。
[0057] 此外，也可使用氯化鍶鹽。
[0058] 實(shí)施例1
[0059] 下列為制備根據(jù)本發(fā)明的PCM的非限制性實(shí)施例。
[0060] a)始于六水合物形式：
[0061] 1)根據(jù)需要的相變溫度，混合適當(dāng)比例的兩種組分；
[0062] 2)提高混合容器或熱蓄能器殼體(如果P