核-配体调控改变了核-壳层之间的配位关系,从而制备出稳定的过冷相变材料,用于长期的热量储存和释放

时间:2025年11月26日
来源:Journal of Materials Chemistry A

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高效稳定超级冷却相变材料研究

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近年来,分层核心-壳层结构的金属-有机网络被研究作为具有前景的超冷相变材料(SPCMs),这类材料能够实现稳定的能量存储和可控的能量释放,从而适用于长期能量储存与释放。然而,这些新材料仍需进一步改进,尤其是在高焓组分的超冷稳定性方面。本文报道了一种基于Mn-乙酰胺甲醇@赤藓糖醇(MA@Er)的核心-壳层SPCM,通过调节核心配体实现了高赤藓糖醇负载量,同时具备了高超冷稳定性和可控的结晶性能。研究发现,乙酰胺甲醇中的羟基与核心-壳层中的赤藓糖醇发生相互作用,形成了比现有类似材料高出5倍以上的热力学能量障碍,因此在1000次连续的热充放电循环后仅损失了7.8%的焓值。MA@Er的焓值为161 kJ/kg,能够在受到8 Pa的微小剪切应力触发后迅速释放潜热,使温度达到71.7°C。此外,当利用低品位废热时,其热能利用效率可达86.3%。MA@Er核心-壳层SPCM在长期利用低品位热能方面展现出巨大潜力。

图形摘要:通过调节核心配体,可改变核心-壳层结构,从而制备出用于长期热储存与释放的稳定超冷相变材料

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