文 献 综 述
1 引言
能源短缺是当今人类面临的主要挑战之一，发展可再生能源对可持续发展极为重要[1]。我国温室气体排放居世界前列，如图1.1所示。lrm;lrm;《巴黎协定》提出了一项雄心勃勃的目标：“在本世纪下半叶实现人为排放与温室气体吸收之间的平衡”[2]。寻求提高能源利用率的先进方法，已成为全球共同关注的首要问题。
图1.1 按国家和产品分列的温室气体排放关键因素强度[2]
能源存储可实现能源的高效清洁利用和环境保护。储能技术中的热能存储可以弥补热能供应和消耗之间的差距，从而在提高热能收集和利用系统的整体效率和可靠性方面发挥至关重要的作用[3]。目前，储热技术在太阳光热利用、建筑节能、工业余热利用、电力调峰等方面得到了广泛的应用[4]，而其应用的关键在于储热材料。开发新型储热材料是目前国内外学者研究的热点。
储热材料主要分为显热储热材料、相变储热材料和热化学储热材料[5]。其中，相变材料(PCM) 被认为是很有前途的候选材料，其优点包括：在相变过程中储热密度高、充放热过程中可保持恒定温度等[6, 7]。目前相变类储热材料主要有有机类、无机盐类、合金类及复合类材料等[8]。无机盐相变材料的优点是相变潜热大、成本低廉等，在太阳能利用、建筑材料、通信领域、工业余热废热回收等方面应用广泛[9]。
2 相变用导热增强材料
无机盐相变材料热导率低(一般0.5～1 W/(m·K) )，且使用过程中可能出现相分离及过冷现象[10]。向其中添加高导热碳材料、金属材料及陶瓷材料等可有效提高其热导率，改善相分离及过冷现象[11]。碳材料、金属材料和陶瓷材料等已被应用于提高PCM的导热性能[12]。
2.1 碳材料
碳材料被认为是在功能材料领域中一种较为理想的材料，不仅具有来源广泛、比表面积大等特点，还可以与多种材料进行复合，复合后的材料性能优异。
石墨烯、碳纳米材料等常被添加至相变材料中。区炳显等[13]制备了一种石墨烯改性高导热相变大胶囊，结果表明，样品热导率显著增加，最大约为未添加石墨烯对照组热导率的2倍，为0.24 W/(m·K)。Tao等[14]成功制备二元碳酸盐与碳纳米复合材料，结果显示片状石墨烯可将体系的导热提升28%，而单壁碳纳米管可将体系的导热提升56.98%。
