Page 91 - 《精细化工》2022年第3期

第 39 卷第 3 期 精 细 化 工 Vol.39, No.3
2022 年 3 月 FINE CHEMICALS Mar. 2022

功能材料
电驱动 PEG/EG 复合相变材料的制备与性能

*
郝玉鹏，刘 璐，张宇昂 ，唐炳涛
（大连理工大学 精细化工国家重点实验室，辽宁 大连 116024）

摘要：以聚乙二醇（PEG）为相变组分，膨胀石墨（EG）为支撑材料，采用真空浸渍法制备了 PEG/EG 相变储
能材料。考察 EG 的质量分数对 PEG/EG 复合相变材料的电热转换与热能存储效率、定形效果、相变焓值、储
放热速率的影响。结果表明，EG 不仅能够提高复合相变材料的导热性能，还赋予其导电性能。当 EG 质量分数
为 5%（以材料总质量计，下同）时，PEG/EG 复合相变材料具有良好的电热转换性能，在外加电压为 7 V 时，
其电热转换与热能存储效率达到 80.6%。同时，复合相变材料表现出良好的定形效果、较高的相变焓值（152.2 J/g）
和优异的导热性能，与纯 PEG 相比，其储热所用时间减少了 73%，储放热速率大幅提高。
关键词：聚乙二醇；膨胀石墨；相变材料；定形；电热转换；功能材料
中图分类号：TB34 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2022) 03-0513-06

Preparation and properties of electrically driven PEG/EG
composite phase change materials

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HAO Yupeng, LIU Lu, ZHANG Yuang , TANG Bingtao
(State Key Laboratory of Fine Chemicals, Dalian University of Technology, Dalian 116024, Liaoning, China)

Abstract: PEG/EG electro-thermal energy conversion phase change materials were prepared using
polyethylene glycol (PEG) as phase composition and expanded graphite (EG) as support material via
vacuum impregnation method. The effect of mass fraction of EG on the electrothermal conversion, heat
storage efficiency, shaping effect, enthalpy of phase transition and heat storage and release rate of PEG/EG
composite phase change material were investigated. The results showed that EG could improve the thermal
conductivity of the composite phase change material and endow it electric conductivity. The PEG/EG
composite phase change material with 5% (mass fraction) of EG had good electrothermal conversion
performance with efficiency of electrothermal conversion and heat storage of 80.6% under an applied
voltage of 7 V. Meanwhile, the composite phase change material exhibited excellent shaping effect and
high enthalpy of phase change (152.2 J/g) and outstanding thermal conductivity. Compared with that of
pure PEG, the heat storage time was reduced by 73%, and the heat storage and release rate was greatly
improved.
Key words: polyethylene glycol; expanded graphite; phase change materials; shaping; electro-thermal
conversion; functional materials

近年来，随着经济的快速发展，传统化石能源 率的有效途径之一，可以有效解决能量供应与需求
持续消耗，能源短缺问题日益突出，同时现有新能 在时间和空间上的不匹配问题。热能存储主要有 3
源开发利用技术尚未成熟，因此提高能源利用效率 种方式，分别是显热存储、热化学能存储和潜热存
[1]
显得尤为重要 。热能存储技术是提高能源利用效 储 [2-3] 。与显热存储和热化学能存储相比，潜热存储

收稿日期：2021-10-25; 定用日期：2021-12-24; DOI: 10.13550/j.jxhg.20211089
基金项目：国家自然科学基金（22108026，22178050）
作者简介：郝玉鹏（1997—），男，硕士生，E-mail：HaoYuPeng@mail.dlut.edu.cn。联系人：张宇昂（1993—），女，博士后，E-mail：
zhangyuang@dlut.edu.cn。