溴化锶相变材料的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及用于储能系统的相变材料(PCM)。更特别地，本申请涉及一种包括溴化 锶和金属卤化物的相变材料，其在约76°C至88°C的温度范围内储热最优。
【背景技术】
[0002] 在相变材料领域中，要提供在约76°C至88°C的温度范围内相变的相变材料存在问 题。这是因为在这个温度范围内，组合物比如溴化镁六水合物，存在轻微不一致熔融。
[0003] 溴化锶六水合物的共熔点为88°C，之前即使有，也很少被用作PCM。之前仅由该领 域的领先专家莱恩（Lane)在文献中提及[Lane G.A.:Solar Heat Storage:Latent Heat Material-Volume I: Background and Scientific Principles ,CRC press，Florida (1983)]，指出其太昂贵。在US4003426中也引用了溴化锶六水合物，其虽然提及溴化锶六水 合物用作相变材料，但是并没有公开其与金属卤化物结合使用。
[0004] 因此，人们在相变材料领域进行了许多努力，以寻找在约76°C至88°C的温度范围 内相变、并能够高效工作的相变材料。这种相变的温度变化对于能够在家用供热市场使用 的储能系统极其有用。
[0005] 本发明至少一方面的目的在于消除或缓解至少一个或多个上述问题。
[0006] 本发明至少一方面的另一目的在于提供一种相变材料，其在约76°C至88°C的温度 范围内相变。
【发明内容】
[0007] 根据本发明的第一方面，提供一种相变材料(PCM)，其包括：
[000S] 溴化锶；以及
[0009] 至少一种金属卤化物；
[0010] 其中所述PCM在约76°C至88°C温度范围的区域中相变。
[0011]总地来说，本发明由此提供了一种在约76°C至88°C区域中相变的PCM。这使得PCM 高度适用于比如W02009/138771和W02011/058383中描述的储能系统，W02009/138771和 W02011/058383通过引用并入本文。
[0012]由此本发明的PCM基于溴化锶和金属卤化物的混合物，该金属卤化物比如溴化镁 或其水合物。溴化镁的替代物可为下列溴化物或其水合物的其中之一或组合：
[0013] 溴化锌；
[0014] 溴化钴；
[0015] 溴化锂；
[0016] 溴化钠；
[0017] 溴化钾；
[0018] 溴化钙；
[0019] 溴化铁；
[0020]溴化铜；以及 [0021 ]溴化铝。
[0022] 溴化镁的替代物可为任意可混溶的有机化合物。
[0023] 此外，也可使用氯化锶盐。
[0024] 特别地，溴化锶和至少一种金属氯化物可为水合物形式。
[0025] 或者，可使用无水溴化锶(CAS: 100476-81-0)和无水溴化镁(CAS: 7789-48-2)作为 初始成分，而不是六水合物形式。在这种情况，必须添加水以获得最终的PCM。
[0026] 溴化锶含量的质量百分数为约20-50% (wt. % )，优选为约30-35%。
[0027]金属卤化物含量的质量百分数为约50-85%，优选为约65-70%。
[0028] 例如，一个优选实施方式为约25-35wt. %或优选的32wt. %的MgBr2. H20;约55-75wt. %或优选约65wt. %的SrBr2.H2〇;以及l-5wt. %或优选3wt. %的水。发现含有32wt. % MgBr2.H2〇、65wt. %SrBr2.H2〇和3wt. %水的PCM在约77°C发生相变。
[0029] 约30_35wt. %溴化镁六水合物和约65_70wt. %溴化锶的组合物在75_80°C相变。 这个温度对比如在储能系统中发现的相变材料应用很重要。
[0030] 发现32wt. %MgBr2.H2〇、65wt. %SrBr2.H20和3wt. %水的最小熔点为约77°C。
[0031] 根据本发明的第二方面，提供一种用于形成PCM的工艺，其包括：
[0032]提供溴化锶；以及
[0033] 提供至少一种金属卤化物；
[0034] 将所述溴化锶和至少一种金属卤化物混合在一起；
[0035] 其中PCM在约76°C至88°C温度范围的区域相变。
[0036] 将溴化锶和金属卤化物在混合容器中混合;或者如果PCM直接在最终热电池中制 备，将溴化锶和金属卤化物在热电池外壳中混合。
[0037] 在混合期间，混合容器或热蓄能器壳体的温度可提高至比相变温度高约2_5°C(例 如3°C)，保持该温度使材料熔融。
[0038] 获得的混合物可为搅拌/混合的混合物，直至其为液体并均一。
[0039]或者，始于无水物，按照下列工艺：
[0040] 1)根据需要的相变温度，将适当比例的无水溴化锶和无水金属卤化物(例如无水 溴化镁)与可选的另一相变温度降低成分混合；
[0041] 2)加入适当比例的热水以获得需要的相变材料，该相变材料的温度高于需要的最 终相变温度，使得两种组分熔融;或者，加入适当比例的水获得需要的相变材料，该相变材 料的温度低于需要的最终相变温度，然后将混合容器或热电池外壳(如果PCM在最终热电池 中直接制备)的温度提高至比相变温度高约2°C_5°C(例如3°C)，并保持该温度使材料熔融；
[0042] 3)搅拌混合物，直至其为液体并均一。
[0043] PCM可如第一方面所限定。
【附图说明】
[0044]参考附图，本发明的实施方式现仅作为示例进行描述，其中：
[0045]图1展示了溴化锶六水合物的百分比与相变温度之间的关系。
【具体实施方式】
[0046] 总的来说，本发明提供了一种相变材料，其在约76°C至88°C的温度范围内储存热 量最佳。
[0047] 本发明的相变材料(PCM)基于溴化锶和金属卤化物比如溴化镁的混合物。溴化镁 的替代物可为下列溴化物或其水合物中的任一或组合：
[0048] 溴化锌；
[0049] 溴化钴；
[0050] 溴化锂；
[0051] 溴化钠；
[0052] 溴化钾；
[0053] 溴化钙；
[0054] 溴化铁；
[0055] 溴化铜；以及 [0056]溴化铝。
[0057] 此外，也可使用氯化锶盐。
[0058] 实施例1
[0059] 下列为制备根据本发明的PCM的非限制性实施例。
[0060] a)始于六水合物形式：
[0061] 1)根据需要的相变温度，混合适当比例的两种组分；
[0062] 2)提高混合容器或热蓄能器壳体(如果P