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以金屬作為固-液相變材料（PCMs）一直以來(lái)都是相變儲(chǔ)熱領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。然而，由于在相變過(guò)程中易發(fā)生泄露和腐蝕問(wèn)題，金屬相變材料的應(yīng)用受到嚴(yán)重的限制。

采用微膠囊封裝技術(shù)制備相變微膠囊，可以解決金屬融化后的泄露和腐蝕問(wèn)題，對(duì)促進(jìn)金屬相變儲(chǔ)熱技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，具有重要意義。

目前，金屬相變材料的微膠囊化比較困難，技術(shù)還不成熟。近日，電力學(xué)院朱春宇教授課題組通過(guò)簡(jiǎn)單的水蒸汽/水煮自氧化、高溫?zé)嵫趸瘍刹教幚淼姆椒ǔ晒χ苽淞司哂泻?殼結(jié)構(gòu)的Sn SnO2相變微膠囊。

兩步法處理過(guò)程包括：1）水蒸汽/水煮預(yù)處理，在金屬顆粒表面形成SnO2·xH2O前驅(qū)體薄膜；2）氧氣氣氛下熱氧化處理，進(jìn)一步生成穩(wěn)定、厚實(shí)的SnO2殼膜。


Sn SnO2相變微膠囊的制備流程：(a)水蒸汽預(yù)處理，(b)水煮預(yù)處理

制得的Sn SnO2相變微膠囊的相變溫度為~232℃，相變潛熱為~53 J/g，并且具有優(yōu)異的熱循環(huán)穩(wěn)定性。

在100次熔化-凝固后，其熱物性基本不變，核-殼結(jié)構(gòu)仍保持完好。這項(xiàng)研究為制備金屬相變微膠囊提供了可行的策略。


100次熔化-凝固循環(huán)后的掃描電鏡圖：(a)vapor-30,(b)vapor-90 and(c)water-20


樣品water-20的100次熔化-凝固循環(huán)后的斷面的EPMA分析

相關(guān)研究以“Synthesis of Sn SnO2 core-shell microcapsules by a self-oxidation strategy for medium temperature thermal storage“為題，在線發(fā)表于Chemical Engineering Journal2021,420,129906（影響因子：10.652）。電力學(xué)院盛楠副教授為第一作者，碩士研究生盧家輝為第二作者，朱春宇教授為通訊作者。 

原標(biāo)題：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)朱春宇教授課題組在中溫相變儲(chǔ)熱領(lǐng)域取得新進(jìn)展