能源作为社会经济发展的根本驱动力，对全球可持续发展至关重要[1]。数十年来，传统化石燃料的大规模消耗不仅加剧了能源短缺危机，还产生了大量的二氧化碳排放，导致温室效应和极端气候事件等环境问题[2]。这些因素共同对可持续的经济和社会发展构成了严峻挑战。在这种背景下，减少对化石燃料的依赖并大力发展可再生能源已成为全球性的紧迫任务，这是缓解能源供需不平衡、推动向绿色低碳经济转型的关键途径[3],[4]。太阳能和风能等可再生能源以其清洁性、丰富性和可持续性成为替代传统化石燃料的重点，其在全球能源转型中发挥着核心作用[3],[4]。然而，可再生能源的间歇性和变异性（受自然条件影响）导致能源供需在时间和空间上的不匹配[5],[6]。这种不稳定性严重限制了可再生能源的有效转化和大规模利用。为了解决这些问题，热能储存（TES）技术作为一种关键方法被开发出来，通过储存多余的热量在高峰期释放，从而有效缓解能源不平衡[7],[8]。
目前，主流的TES技术可以分为显热储存、潜热储存和热化学储存[9]。其中，基于相变材料（PCMs）的潜热热能储存（LHTES）系统因其高能量密度[10]、热储存和释放过程中的温度波动小[11],[12]以及紧凑的设计[13]而受到广泛关注。这些优势使它们在电网负荷平衡[14]、太阳能热利用[15]、工业废热回收[16]和航空航天[17]等领域得到广泛应用。在各种PCMs中，糖醇基材料因具有高相变焓、适宜的相变温度和优异的化学稳定性而受到中低温潜热储存的关注，显示出巨大的应用潜力[18],[19],[20],[18],[19],[20]。然而，糖醇PCMs在实际应用中面临两个核心瓶颈：（i）高过冷现象，导致相变延迟并影响能量释放效率；（ii）低热导率，限制了热储存和释放的速度，从而限制了这些材料在高效热能储存系统中的应用[21],[22]。为了克服这些挑战，将糖醇PCMs加载到多孔基质中的复合策略成为了一个重要的研究方向[23]。在多孔碳材料领域，郑等人[24]通过碳化棉织物制备了多孔碳纺织支架，并引入了氮化硼纳米片（BNNS）以优化性能。结果表明，在BNNS含量为28.3%时，复合材料的熱導率达到了2.36 W/(m·K)，但过冷程度仍高达58.5°C，说明改进有限。在生物质衍生的多孔材料中，冯等人[25]将赤藓糖醇-尿素（E-U）和赤藓糖醇-硫脲（E-T）复合材料嵌入杨木纤维骨架中，制备出了具有高相变焓（分别为232.2 J/g和273.3 J/g）和优异的光热转换效率的生物基复合PCMs（EU-DPW, ET-DPW），为天然多孔材料的应用提供了新的见解。在基于石墨的多孔材料领域，M. Karthik等人[26]使用三维互联石墨泡沫作为基质，制备出的赤藓糖醇/石墨泡沫复合PCM的热导率为3.77 W/(m·K)——是纯赤藓糖醇的五倍——同时保持了251 J/g的相变焓，突显了碳基框架在提高热导率方面的优势。王等人[27]使用石墨泡沫作为支撑框架，并用聚乙烯醇和多壁碳纳米管进行改性，使过冷程度降低了约59°C，热导率提高了56.93 W/(m·K)，比纯赤藓糖醇高出86倍以上，展示了纳米级改性和多孔框架的协同增效作用。张等人[28]将赤藓糖醇浸渍到不同密度（L-GF和H-GF）的中相沥青衍生石墨泡沫中，制备出的复合PCMs的热扩散率分别提高了66倍和117倍，过冷程度从86°C降低到53.2°C，进一步验证了基于石墨的多孔材料在性能调节方面的有效性。在基于金属的多孔材料领域，李等人[29]将赤藓糖醇浸渍到亲水、表面粗糙的铜泡沫中。氧化铜泡沫提供了丰富的结晶位点，降低了结晶能垒，使过冷程度降低了约60°C，热导率提高了五倍，展示了金属骨架在传热增强和过冷调节方面的双重作用。潘等人[30]通过自还原和真空浸渍制备了赤藓糖醇/石墨烯气凝胶/铜泡沫复合PCMs。与单组分石墨烯气凝胶系统相比，复合材料在形状稳定性、热稳定性、过冷程度和热导率方面表现出显著改善，证实了多尺度多孔结构优化的有效性。
除了这些材料外，多孔陶瓷也因其低成本、优异的机械性能和高温耐受性而受到广泛关注。刘等人[31]通过模板复制制备了氧化铝多孔陶瓷（APC），并经过3-氨基丙基三乙氧基硅烷修饰后，加载了赤藓糖醇（ET）、d-甘露醇（DMT）和D-山梨醇（DDT）。结果表明，ET的过冷程度降低到了3.3 ± 0.1°C，固化稳定性和热导率显著提高，验证了陶瓷骨架的性能调节作用。此外，刘等人[32]开发了嵌入TiN纳米颗粒的珍珠状陶瓷；通过有序排列碳化硅陶瓷和赤藓糖醇（模仿天然珍珠岩结构），该系统实现了25.63 W/(m·K)的高热导率和157.93 J/g的相变焓，显示出在高效太阳能热转换和快速能量储存方面的独特优势。Noël和White[33]研究了各种冷冻铸造基质（氧化铝、二氧化钛等）与PCMs（脂肪酸、PEG等）的复合系统，制备出了形状稳定的PCMs。他们发现基质对熔点影响不大，但可以调节填充稳定性、热导率和机械性能。Lee等人[34]制备了ETBPA PCMs，用碳化CNFs构建了多孔陶瓷网络，并通过热压等方法制备了复合材料。热压BN基材料的热导率为13.09 W/(m·K)（比纯ET高2518%），拉伸强度为3.2 MPa（增加了300%），潜热为98.4 J/g。通过在多孔支架中加入糖醇，利用了多孔结构的优势来提高材料性能：支架的高比表面积和优异的热导率可以显著提高复合PCM的整体热导率，促进热传递；丰富的孔结构提供了大量的异质结晶位点，有效降低过冷程度；支架提供的机械支撑减轻了相变过程中的体积膨胀，提高了形状稳定性和循环耐久性，从而确保了TES系统的长期可靠性。
尽管在多样化多孔介质和性能调节策略方面取得了进展，但糖醇PCMs的优化仍不够充分。一些系统仍存在过冷程度降低有限、热导率提高不足、成本高或制备过程复杂等问题，阻碍了实际应用。在本研究中，通过使用ET作为PCM和改性的莫来石多孔陶瓷（C/MPC）作为支撑基质，通过真空吸附制备了复合ET PCMs（ET-C/MPC）。莫来石多孔陶瓷（MPC）采用冷冻铸造法制备，使用不同浓度的蔗糖溶液作为碳源通过碳化方法进行改性。研究了碳层对C/MPC的孔隙率和机械性能的影响，以及碳层对ET-C/MPC的热导率提高和过冷行为抑制的作用。此外，还进行了热循环实验以检验ET-C/MPC的热循环稳定性，以探索其工业应用的潜力。最后，建立了全面的评估体系来评估ET-多孔陶瓷复合PCM的热能储存性能。本研究的结果将有助于热能储存技术的发展。
