久久精品免费观看_欧美日韩精品电影_91看片一区_日日夜夜天天综合

傳統(tǒng)能源材料在能量轉(zhuǎn)換與存儲領(lǐng)域長期面臨功能單一、轉(zhuǎn)換效率低下的技術(shù)瓶頸，難以滿足現(xiàn)代社會對高效、可持續(xù)能源系統(tǒng)的迫切需求。相變材料因其獨特的相變潛熱特性與多物理場耦合能力，為解決上述問題提供了新思路。其在相變過程中可高效吸收、釋放大量能量，同時維持溫度穩(wěn)定，從而顯著提升能源系統(tǒng)的能量密度與轉(zhuǎn)換效率。通過復(fù)合設(shè)計與結(jié)構(gòu)調(diào)控，相變材料能實現(xiàn)多功能協(xié)同轉(zhuǎn)換，為工業(yè)余熱回收、智能電子設(shè)備熱管理、綠色建筑、人體熱療等領(lǐng)域帶來革命性變革。因此深入研究相變材料多重能量轉(zhuǎn)換方式、機理與應(yīng)用，不僅對推動能源材料的高效化與多功能化具有重要科學(xué)價值，更為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)下的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。

1. 技術(shù)創(chuàng)新：本研究開發(fā)了一種具有雙向?qū)訝罱Y(jié)構(gòu)的碳化聚酰亞胺纖維/凱夫拉纖維/氧化石墨/ZIF-67復(fù)合氣凝膠，并將其與石蠟相變材料整合，成功開發(fā)出一種具備“五合一”多重能量轉(zhuǎn)換和電磁屏蔽功效的相變復(fù)合材料，可應(yīng)用于磁熱、電熱、光熱及熱電能量轉(zhuǎn)換，同時具備電磁屏蔽功能。

2. 性能飛躍：利用高溫碳化技術(shù)獲得了具有雙向多孔結(jié)構(gòu)和強韌骨架的碳化氣凝膠，并使該氣凝膠骨架上的氧化石墨烯和ZIF-67轉(zhuǎn)化為高導(dǎo)熱導(dǎo)電的還原氧化石墨烯和具有超順磁性的鈷氮摻雜碳化物，增強了氣凝膠的光子和電子傳輸能力，提升了其太陽光熱轉(zhuǎn)換效率，并賦予其磁性能；通過將其與相變材料的復(fù)合，使體系具備了優(yōu)異的磁熱、電熱、光熱及熱電能量轉(zhuǎn)換和儲存功能，并對電磁波產(chǎn)生有效的屏蔽，其在X波段的電磁屏蔽效能高達(dá)66.2 dB。

3. 應(yīng)用前景廣闊：本研究不僅在多功能相變儲能復(fù)合功能材料領(lǐng)域取得了顯著成果，還為其他基于相變材料的多重能量轉(zhuǎn)換與存儲材料的設(shè)計開發(fā)提供了新的靈感。本研究所開發(fā)的新型儲能材料在高效太陽能利用、可持續(xù)化電力生產(chǎn)、室外除冰、人體熱療、電子器件熱管理等應(yīng)用領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力，有望在未來新能源技術(shù)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

內(nèi)容簡介

針對傳統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換體系中存在的轉(zhuǎn)換形式單一的缺陷，并為提高體系轉(zhuǎn)換路徑和效率，北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院汪曉東教授/劉歡副教授團(tuán)隊報導(dǎo)了創(chuàng)新地采用碳化聚酰亞胺/凱夫拉纖維/氧化石墨烯@ZIF-67復(fù)合氣凝膠(C/RGO@CoNC氣凝膠)作為支撐骨架，結(jié)合石蠟相變材料，構(gòu)建出具有太陽能-熱能、熱電、電熱、磁熱轉(zhuǎn)換和電磁屏蔽功能“五合一”功能的相變復(fù)合材料。所開發(fā)的相變復(fù)合材料的太陽能-熱轉(zhuǎn)換效率達(dá)到95.1%，電導(dǎo)率達(dá)到232.8 S m?¹，潛熱容量高達(dá)209.2 J g?¹，飽和磁化率達(dá)到18.61 emu g?¹。該相變復(fù)合材料不僅具有優(yōu)異的太陽能-熱能、熱電、電熱和磁熱能量轉(zhuǎn)換性能，而且其在X波段的電磁干擾屏蔽效果高達(dá)66.2 dB；同時該工作也詳細(xì)分析了實現(xiàn)多重能量轉(zhuǎn)換能力的和電磁屏蔽的機制。這種“碳質(zhì)氣凝膠+相變材料”設(shè)計的巧妙獨特之處在于它實現(xiàn)了多種能量轉(zhuǎn)換路徑的優(yōu)化和電磁屏蔽性能的協(xié)同提升。該團(tuán)隊所開發(fā)的多功能相變復(fù)合材料為清潔能源儲存和高效能源利用提供了新的解決方案，多能性的設(shè)計不僅推動了先進(jìn)功能材料的研究，還為相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展提供了重要借鑒。

總結(jié)

本研究成功開發(fā)了一種基于碳化PI復(fù)合氣凝膠/石蠟相變復(fù)合材料的多功能體系，可協(xié)同實現(xiàn)光熱、熱電、電熱、磁熱多能轉(zhuǎn)換/存儲及電磁屏蔽功能。該復(fù)合材料以C/RGO@CoNC氣凝膠為支撐骨架、石蠟為相變材料構(gòu)筑而成。其中，C/RGO@CoNC氣凝膠由PI/KNF/GO@ZIF-67復(fù)合氣凝膠經(jīng)高溫碳化制得，具有獨特的雙向?qū)訝疃嗫捉Y(jié)構(gòu)，兼具高孔隙率與超輕特性。氣凝膠骨架中的RGO與CoNC顯著提升了復(fù)合材料的熱導(dǎo)率、光吸收率、導(dǎo)電性及磁性能。得益于這些特性，該復(fù)合材料展現(xiàn)出95.1%的光熱轉(zhuǎn)換效率、超過110°的水接觸角、232.8 S/m的導(dǎo)電率、18.61 emu/g的飽和磁化強度以及X波段66.2 dB的電磁屏蔽效能。通過引入石蠟，復(fù)合材料獲得了高達(dá)209.2 J/g的潛熱容量，增強了其實際應(yīng)用中的熱能存儲能力。因此，該材料可集成應(yīng)用于光熱、電熱、磁熱多能轉(zhuǎn)換及電磁屏蔽領(lǐng)域，如太陽能收集與利用、除冰、人體熱療等場景。基于該復(fù)合材料構(gòu)建的熱電系統(tǒng)可實現(xiàn)最高426.7 mV輸出電壓與40.6 mA輸出電流，表現(xiàn)出高效熱電轉(zhuǎn)換性能。此外，其優(yōu)異的電磁屏蔽效能可有效防止電子設(shè)備的電磁污染。本研究通過巧妙整合多能轉(zhuǎn)換/存儲功能與電磁屏蔽性能，為開發(fā)具有跨領(lǐng)域應(yīng)用潛力的先進(jìn)功能材料提供了創(chuàng)新思路。