项目名称: 高导热三维石墨烯作为相变储能材料载体的协同传热储热机理研究

项目编号: No.51202275

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2013

项目学科: 无机非金属材料学科

项目作者: 仲亚娟

作者单位: 中国科学院上海硅酸盐研究所

项目金额: 25万元

中文摘要: 相变储能材料可有效解决热能供求在时间和空间上不匹配的矛盾,广泛应用于大功率LED等电子器件的热管理。本项研究针对相变储能材料存在的热导率低和热膨胀系数大等问题,拟采用具有高导热、低密度、低热膨胀系数和耐腐蚀等优点的多孔三维石墨烯,分别作为相变储能材料硬脂酸和伍德合金的强化传热载体。研究内容包括:(1)多孔三维石墨烯的制备。以模板法CVD生长热导率高、热膨胀系数低、孔结构可调和机械性能良好的多孔三维石墨烯,作为相变储能材料的强化传热载体;(2)石墨烯相变储能复合材料的设计制备。考察复合材料组成和结构特征对体系热响应速率、储能密度、热膨胀行为和热循稳定性的影响机制,对复合材料进行优化设计;(3)强化传热机理研究。通过石墨烯复合材料对LED热管理的演示验证研究,揭示石墨烯作为相变储能材料载体的协同传热储热机理,建立描述此种非均质复合材料的热导率方程。

中文关键词: 石墨烯;相变储能材料;热管理;热导率;三维

英文摘要: Phase change materials (PCMs) for thermal energy storage (TES) have been used in a wide of application in thermal management of electronic device, like LED. It has been proved to be an effective way for thermal management due to its high storage capacity and small temperature variation from storage to retrieval. Nevertheless, most PCMs exhibit inherent low thermal conductivity and high coefficient of thermal expansion, which decreases the overall power of the thermal storage device. To increase the heat transfer ability of the PCM, a heat transfer intensifier is necessary for the TES system. In the present work, three-dimensional foam-like graphene (Graphene foam, GFs) macrostructures with high thermal conductivity, low density, low coefficient of thermal expansion and chemical inertness are under investigation as a thermal enhancer and a container in PCM (Wood's alloy and stearic acid). GFs would be prepared by template-directed chemical vapour deposition. GFs offer a large number of interconnected open pores and good compatibility with many surfaces, which can be filled with various materials. High thermal conductivity of the ligaments in GFs allow heat to transfer throughout the PCM rapidly. Good continuity at the interfaces and throughout the GF structure would supply a ''path'' for heat transferring. As an

英文关键词: Graphene;Phase change material;Thermal management;Thermal conductivity;Three dimensional

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