突破建筑节能瓶颈:石墨烯增强相变储能天津天津保温板的实验室成果解析

2025-08-07

在“双碳”目标驱动下,新型建筑材料的研发正成为全球科研攻关的重点方向。近日,来自天津的科研团队在石墨烯增强相变储能天津保温板领域取得突破性进展,其实验室阶段的测试数据表明,该材料兼具高效储热、快速导热与稳定结构三大核心优势,为建筑领域的能源转型提供了创新解决方案。

技术原理:石墨烯赋能相变材料的革新路径
传统相变储能材料因导热系数低、响应速度慢等问题难以满足实际应用需求。研究团队通过将功能化处理后的石墨烯均匀分散于有机相变基质中,构建出三维互通的导热网络。得益于石墨烯超高的热导率(可达5300 W/m·K)和大比表面积特性,复合材料内部的热量传递效率显著提升。实验显示,当石墨烯掺量为0.05wt%时,材料的导热系数较纯相变材料提高了,且相变潜热损失控制在合理范围内。这种微观结构的优化使材料在吸热—放热循环中表现出优异的稳定性,有效解决了局部过热导致的泄漏风险。
fc58c2石墨聚苯板5b90fe2a7fd78018bb577a2fc.jpg性能突破:多维度验证的实验室成果
在模拟建筑工况的对比实验中,天津团队开发的样品展现出**性能:一是热响应速率加快,通过差示扫描量热法(DSC)分析发现,添加石墨烯后材料的相变完成时间缩短;二是结构定型能力增强,利用凹凸棒土作为吸附载体并配合石墨烯框架,成功抑制了多次相变循环中的体积膨胀变形;三是机械强度与功能兼容性平衡,将该复合材料掺入水泥基体后,虽然整体密度略有下降,但抗折强度仍保持较高水平,证明其在承重墙体的应用潜力。特别值得关注的是,团队还探索了微波场下的动态响应特性,证实石墨烯的网络结构可实现对电磁能的高效转化存储。

应用前景:从实验室到产业化的跨越
目前,该成果已进入中试放大阶段。相较于传统保温材料,这款石墨烯增强相变储能天津天津保温板不仅能降低建筑供暖能耗,还可通过智能化温控系统实现能量的时空调配。例如,在日光充足的白天吸收过剩热量,夜间释放以维持室内温度恒定。此外,其轻质高强的特性为装配式建筑提供了新的设计自由度。随着制备工艺的成熟和成本控制技术的突破,预计未来三年内有望形成规模化生产能力。
微信图片_20240327112500.jpg这项诞生于天津实验室的技术突破,标志着我国在智能建材领域的自主创新能力迈入新高度。随着研究的深入和技术迭代,石墨烯增强相变储能天津保温板或将重塑建筑节能标准,推动绿色低碳城市的建设进程。

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