天津大学研制新型高温复合相变材料，具有高储热密度和优异的循环稳定性

钱伯章 2026-05-13

2026 年 5 月 11 日消息，天津大学团队研制新型高温复合相变材料，用界面调控策略解决熔盐复合难题。材料储热密度高、循环稳定性好，有望用于光热发电和余热回收，团队正优化制备工艺并推动应用验证。

太阳能、风能等清洁能源资源丰富，但由于其间歇性和波动性，大规模高效利用始终受制于储能技术。如何实现高效、稳定的能量存储，一直是能源领域的重要研究方向。天津大学团队研制出一种新型高温复合相变材料，具有高储热密度和优异的循环稳定性，为太阳能光热发电及工业余热回收等高温应用场景提供了新的解决方案。

在冶金、光热发电等高温应用场景中，传统中低温相变材料难以满足需求。高温熔盐虽具有较高的储热密度和良好的热稳定性，但其与石墨烯气凝胶之间的界面润湿性较差，接触角约为102°，难以通过常规浸渍或物理渗透方法实现均匀复合，容易导致熔盐泄漏及分布不均，从而影响整体性能。

针对这一问题，研究团队提出界面调控策略，在氧化石墨烯与三元共晶盐体系中引入聚乙二醇(PEG)作为界面调控剂，通过其桥接作用改善两相之间的相容性；在80℃条件下搅拌形成均一凝胶体系，随后经液氮定向冷冻、冷冻干燥及高温退火处理，构建出稳定的石墨烯气凝胶—熔盐复合结构；在退火过程中PEG被去除，熔盐被有效限域于石墨烯多孔骨架内部。

性能测试结果表明：该复合材料的初始熔化焓达到531.1J/g，在经历50次高温热循环后，仍可保持约93%的储热能力。在聚光光照条件下，材料可在25秒内升温至550℃，全光谱平均吸收率达92.7%，在特定测试条件下，光热转换效率最高可达91.6%。

值得注意的是，随着热循环次数增加，材料内部熔盐晶粒逐步细化并发生重分布，使孔道填充更加致密，导热性能显著提升，热导率由0.38W/m·K提高至0.67W/m·K。同时，石墨烯骨架提供丰富的异质形核位点，有效缓解熔盐的过冷现象，使相变过程更加稳定可控。

研究团队.表示，该材料有望应用于聚光太阳能光热发电系统，实现白天储热、夜间释能，从而缓解太阳能的间歇性问题，在工业高温余热回收等领域也展现出良好的应用潜力。目前，研究团队正进一步优化材料的规模化制备工艺，并推动其在实际光热系统中的应用验证。

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