研究背景

电池，是当代生活最离不开的设备之一，那你是否听说过「热池」？热和电都是重要的能量形式，都能被存储和释放。古人用冰窖存冰夏季取用、电热水器的储水箱等都是最朴素的「热池」。

「热池」可以细分为许多种类。其中，”相变热池”利用石蜡、水合盐、糖醇等材料在固态和液态两种状态转换时吸收或释放的”相变潜热”来存储热量。但储存能量多和充放热速度快这一对矛盾始终阻碍着”相变热池”的性能提升。

重要突破

近期，浙江大学能源工程学院研究员范利武团队与其合作者在国际顶级学术期刊《自然》发表研究论文，提出全新的”滑移强化接触熔化”机制，通过为”相变热池”内壁构造特殊表面，成功破解了储热材料充热速度与储热密度难以兼得的长期矛盾。

“石蜡、水合盐、糖醇在相变时储热密度很高，很小一块就能’装’下很多热量，但这类储热天赋高的材料导热能力往往很差，充热速度很慢。”范利武介绍。

研究成果

在测试”快充”效果时，若使用普通有机相变材料，热池的功率密度达到850 kW/m3（代表充热速度），能量密度保持31 kWh/m3（代表储热能力）；如果与导热增强的复合相变材料配合使用，性能还能进一步提升。

应用前景

这项技术有望在工业余热回收、太阳能热利用等领域发挥重要作用，为能源高效利用开辟新途径。