近日，大連化物所氫能與先進材料研究部熱化學研究組（DNL1903）史全研究團隊與催化基礎國家重點實驗室二維材料化學與能源應用研究組（508組）吳忠?guī)浹芯繂T團隊合作，通過簡單易行的合成策略，開發(fā)了一種柔性相變儲能材料膜，并將其與柔性石墨烯膜相結(jié)合應用于可穿戴熱管理器件。該相變材料膜機械柔性好、形狀可裁剪及折疊、冷熱循環(huán)壽命長，相變過程中材料始終保持固態(tài)，并且可實現(xiàn)大尺寸制備，為開發(fā)高性能柔性相變儲能材料及熱管理器件提供了新的方法與思路。
大連化物所研發(fā)出柔性相變儲能材料膜并應用于可穿戴熱管理器件
相變儲能材料能夠在恒定溫度下吸收和釋放大量潛熱，可作為一種高效熱能儲存與溫度控制介質(zhì)廣泛應用于電子器件熱管理領域。然而，傳統(tǒng)相變儲能材料一般利用其固液相變行為進行儲能與控溫，固相材料因剛性大而不具備柔性，液相材料在相變過程中會發(fā)生泄漏，無法應用于柔性可穿戴器件熱管理。針對此問題，史全團隊通過化學聚合的方法獲得了一種柔性相變儲能材料膜。該相變材料膜具備表觀的固—固相變特性，相變焓和相變溫度在5-60 C溫度范圍內(nèi)可調(diào)，冷熱循環(huán)1000次后仍然表現(xiàn)出穩(wěn)定的相變性能。此外，該相變材料膜表現(xiàn)出優(yōu)異的本征柔韌性，可折疊或裁剪成任何形狀，可制備大尺寸膜，為大規(guī)模制備柔性相變材料膜提供了可能。該相變材料膜與吳忠?guī)泩F隊開發(fā)的柔性石墨烯膜集成得到柔性熱管理器件，可在不同溫度、光照及電加熱情況下表現(xiàn)出優(yōu)異的溫度控制、光熱轉(zhuǎn)化及電熱轉(zhuǎn)化性能，最高電—熱轉(zhuǎn)換效率可達94%。研究人員進一步將大尺寸柔性熱管理器件縫制到衣服上，在人體彎曲動作中該柔性器件仍然保持穩(wěn)定的熱管理性能，在開發(fā)下一代柔性可穿戴熱管理器件方面具有重要的應用前景。
上述研究成果于近日發(fā)表在《能源存儲材料》（Energy Storage Materials）上。該工作得到大連化物所創(chuàng)新基金、國家自然科學基金等項目的資助。
