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高稳定性相变储能复合材料的制备及其光电转换性能

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文中采用溶液法制备了以聚乙二醇(PEG)为基体、聚乳酸(PLA)和碳纳米管(CNTs)为支撑结构的相变复合材料.通过微观结构发现,CNTs在PEG相变复合材料中呈类"隔离"结构分布,显著降低了 PEG相变复合材料的导电逾渗阈值,从0.46%(PLA/CNTs)降低至0.13%(PEG/PLA/CNTs);且PEG/PLA/CNTs相变复合材料在100次的热力学循环测试中能够保持良好的热循环稳定性和化学结构,在160 ℃的高温环境中能够保持良好的形状稳定性,未出现PEG泄露和塌陷现象.在温敏响应行为研究中发现,PEG/PLA/CNTs相变复合材料实现了 PTC效应到NTC效应的转变;随着测试温度的提高,相变复合材料的能量储能平台逐渐变宽,最高可达37.2 min.在光-电-热效应测试中发现,PEG/PLA/CNTs复合材料在不同的光照强度下均能体现出储能效果和光电转换效率(η),在150 mW/cm2光照强度下复合材料的η值达到了 42.9%,且随着光照强度的增加,复合材料的η值随之上升.
Preparation and Photoelectric Conversion Performance of High Stability Phase Change Energy Storage Composite
Phase change composites with PEG as matrix and PLA and CNTs as support structures were prepared by solution method.The microstructure shows that CNTs are distributed in a similar"isolated"structure in PEG phase-change composites,and the threshold of conductive percolation of PEG phase-change composites is significantly reduced from 0.46%(PLA/CNTs)to 0.13%(PEG/PLA/CNTs).In addition,the PEG/PLA/CNTs phase change composite can maintain good thermal cycle stability and chemical structure in 100 thermodynamic cycle tests,and can maintain good shape stability at 160 ℃,without PEG leakage and collapse phenomenon.The thermosensitive response behavior of the PEG/PLA/CNTs composites shows that the transition from PTC effect to NTC effect is realized.With the increase of test temperature,the energy storage platform of PCM gradually becomes wider,up to 37.2 min.In the test of photo-electric-thermal effect,it is found that the PEG/PLA/CNTs composites show energy storage effect and photoelectric conversion efficiency(η)at different light intensities.η of the composites reaches 42.9%at a light intensity of 150 mW/cm2,and η of the composites increases with the increase of light intensity.

phase change compositeselectrical conductivityphotoelectric effecttemperature-sensitive response

赵中国、王筹萱、王开源、薛嵘、苏巨桥、刘欣月、申思扬、杨其

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陕西理工大学材料科学与工程学院矿渣综合利用环保技术国家地方联合工程实验室,陕西汉中 723000

贵州轮胎股份有限公司,贵州贵阳 550000

四川大学高分子科学与工程学院高分子材料工程国家重点实验室,四川成都 610065

相变复合材料 导电性能 光电效应 温敏响应

陕西省教育厅项目陕西理工大学博士启动人才项目

23JK0373SLGRCQD2329

2024

高分子材料科学与工程
中国石油化工股份有限公司科技开发部 国家自然科学基金委员会化学科学部 高分子材料工程国家重点实验室 四川大学高分子研究所

高分子材料科学与工程

CSTPCD北大核心
影响因子:0.563
ISSN:1000-7555
年,卷(期):2024.40(7)
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