面向储能技术的跨学科拔尖创新人才培养教学实践与探索

储能技术能够解决清洁可再生能源利用过程中存在的能量密度低、间歇性、波动大等问题,是促进我国乃至全球能源结构调整的关键技术.随着储能行业的快速发展,储能技术高水平人才的需求呈现井喷式增长.储能技术涉及动力工程及工程热物理、电气工程、材料科学与工程、化学工程与技术等学科的知识,具有较强的学科交叉性,从而给储能领域人才培养带来了很大的难度.针对储能技术高水平人才培养难和人才严重匮乏问题,中国矿业大学开展了面向储能技术的跨学科拔尖创新人才培养探索与实践,通过增设储能技术专业课,拓展学生跨学科的理论基础;建立交叉学科团队指导模式,充分发挥创新导师团队的正面引导作用;利用高水平储能创新平台反哺教学,实现储能交叉学科产教研协同育人.以上探索与实践取得了良好的效果,对储能行业拔尖创新人才的培养具有借鉴意义.     

热固性树脂基复合相变材料的制备及其储能强化研究进展

热固性树脂是一种能够在加热或辐射条件下发生交联反应而固化,逐渐硬化成型的树脂类材料,具有耐热性高,受压不易变形等优点,广泛应用于涂料、胶粘剂、电子封装等领域。现有研究表明,由于热固性树脂受热后的固化成型,可有效解决固-液相变材料相变储能过程中泄漏问题。本文从热固性树脂的分类出发,首次系统综述其在相变储能领域的应用研究现状,包括：(1)基于酚醛树脂封装的定型相变材料研究进展;(2)基于环氧树脂封装的定型相变材料研究进展;(3)双环戊二烯石油树脂在相变储能领域应用的可能性。同时,从制备时改性与废弃时处置回收的角度,对热固性树脂强化的相变储能复合材料未来研究重点和发展趋势进行了展望,旨在为拓宽热固性树脂在相变储能领域的应用范围提供有益参考,为制备性能优异的定型相变材料提供更多研究思路。     

低共熔溶剂在储能与传热方面的研究进展

低共熔溶剂（deep eutectic solvents,DESs）通常是由一定化学计量比的氢键受体和氢键给体以氢键缔合的形式组成。因其具有低成本、无毒、饱和蒸气压低、热稳定性好、导电性好等优点,现已在有机合成、材料化学、电化学、生物质降解、催化等多个领域得到广泛应用。近年来,随着现代社会对高效能量存储和换热方面需求不断增加,低共熔溶剂在储能与传热等领域的应用受到研究人员的广泛关注。从“储与传”的角度详细综述了近年来低共熔溶剂在储能与传热方面的研究进展,从不同能量传递形式的角度出发主要分为以下两个部分：作为低共熔相变储能材料满足对潜热、相变温度及稳定性等方面的要求;作为传热工质满足对高效传热的需求。     

基于相变材料的储热器及其传热强化研究进展北大核心CSCD

相变储热是具有广阔应用前景的储能技术之一,具有储热密度大、相变温度稳定等优点,但相变材料的热导率低制约了相变储热技术的发展。提升相变材料的热导率和储热器件的传热速率是有效的解决途径。针对相变材料热导率强化研究进展有大量综述,而对于储热器件层面的传热强化的总结较少,本文回顾了近10年国内外在储热器及其传热强化研究方面的进展。为适应不同应用需求,不同类型的相变储热器应运而生,根据储热器的工作模式和结构可以分为管壳式、填充床式、板式、热管式4类,本文系统地介绍了4类储热器的工作原理、优缺点以及强化传热研究,主要比较了结构优化后的储热器与传统储热器的传热速率和储/放热性能,结果指出对储热器的内部结构进行改进及拓展外部结构等方法能有效增加储热容量和储/放热速率,对于提高系统相变储热能力具有积极作用,分析表明后续的研究应该明晰储热器内部多相耦合传热机制,增强储热器对动态工况适应能力,拓宽应用范围。     

纳米二氧化钛强化的相变储能研究进展

近年来,随着一次能源紧缺,能源利用效率的重要性日益提升,相变储热可有效提升能源利用效率,人们开始将相变材料同其他物质相结合以进一步拓展其应用范围。纳米二氧化钛具有低成本、无毒、高导电性、高化学稳定性、高热稳定性等优点,现已被广泛研究用于相变储热领域。本文综述了纳米二氧化钛在相变储能领域中的研究进展,从纳米二氧化钛在复合相变材料中的功能出发,主要分为两个部分：（1）纳米二氧化钛在定型相变材料中的应用研究现状;（2）纳米二氧化钛在其他功能相变材料中的应用研究进展。旨在为纳米二氧化钛在相变储能领域的进一步应用提供理论依据与参考。     

废弃聚苯乙烯塑料在环境与能源中的高值化应用进展

聚苯乙烯是塑料材料家族中的重要组成部分，它具有质轻、隔热、防水、廉价等一系列优点。由于它的化学稳定性优异，自然界很难将其直接降解，通常采用填埋或焚烧进行处理，不仅对环境造成了严重的污染，同时也是资源的严重浪费。近年来，由于化学及材料科学快速发展，针对废弃聚苯乙烯回收及高值化研究已经得到广泛关注。本文从环境和能源角度详细综述了近年来废弃聚苯乙烯高值化应用的研究进展，从废弃聚苯乙烯的高值化方式和产物出发分为以下三个主要部分：通过物理或化学手段将废弃聚苯乙烯塑料转化为高分子功能材料；作为模板剂或碳源制备多孔碳材料；将废弃聚苯乙烯塑料裂解为小分子有机物。     

两亲性纳米流体太阳能重力热管传热性能研究

针对石墨烯/水纳米流体的分散不稳定问题,采用化学方法制备了不含表面活性剂的改性石墨烯/水两亲性纳米流体,研究了以改性石墨烯/水两亲性纳米流体为工质的太阳重力热管在不同加热功率、安装角度和浓度下的热性能。结果表明,与去离子水相比,两亲性纳米流体可以降低热管的启动温度。在实验加热功率范围内,当加热功率相对较小时,两亲性纳米流体热管的热阻明显低于去离子水;随着加热功率的增加,热阻差异可以忽略。当安装角度相对较小时,其对蒸发段传热能力影响较大。当加热功率为20 W,纳米流体质量分数从0.1%增加到0.6%时,蒸发段传热系数下降了54.7%;当加热功率为40 W,纳米流体质量分数从0.1%增加到0.6%时,蒸发段传热系数下降了48.9%。     

折流式动力电池液冷板流动传热性能强化

发展新能源汽车是助力“双碳”战略的有效措施之一,动力电池的热安全和热衰减问题制约了新能源汽车的发展。针对这一问题设计折流式动力电池液冷板,研究结构参数对其流动传热特性的影响,对比不同局部连通方式的优化效果。结果表明,折流板长且多的冷板具有更好的综合换热性能,局部连通结构能够同时提升折流式冷板的综合换热性能和温度均匀性,增加连通口数量及最后连通口与流道拐角的距离能够进一步提升优化效果,最大分别可提升25.62%和7.84%。     

竹基活性炭吸附葛根素性能的研究

实验研究了竹基活性炭对葛根素的吸附性能。实验结果表明,煤质活性炭和竹基活性炭均能有效吸附分析葛根素,且乙醇浓度为60％是洗脱效果比较好。竹基活性炭的无机杂质（如Fe和Al）含量低,更适于应用在天然产物及药物等的分离和提纯领域。     

多孔二氧化钛强化的相变材料储热机理研究

相变材料在热能存储技术中的应用往往受到形状不稳定、低导热等限制。基于钛酸四丁酯的水解反应,通过一步法原位合成了基于二氧化钛的新型定型相变材料。相变材料的定型过程无须任何固化剂和有机溶剂,且无任何污染排放。此外,定型相变材料表现出理想的形状稳定性和防泄漏性能,并具有较高潜热（115 J/g）。进一步研究发现未完全干燥的样品（SP）出现异常的双峰相变行为。以干燥时间为变量,通过对SP进行质量损失测试、组分分析等研究后发现,SP中残留的非石蜡液相物质和二氧化钛的协同效应促进了（110+111）晶体结构的生长,从而增大了结晶过程中石蜡的平均晶面间距,进一步导致被封装的石蜡结晶过程中（110+111）晶面与020晶面比例失衡,最终在差示扫描量热法（DSC）曲线中出现异常的双峰相变现象。