研究背景与问题

研究背景：随着冷链物流业的快速发展，低温冷库的需求日益增加。然而，在-28～-40℃的低温环境下，现有低温相变材料（phase change material,PCM）在相变潜热、导热性能、循环稳定性、导热填料团聚以及体系分层等方面存在诸多技术难题，导致运行能耗高，影响冷库的运行效率。 研究问题：针对低温相变材料在低温环境下的应用瓶颈，本研究旨在优化NaBr-HCOONa-水溶液基低温相变蓄冷材料的性能，解决相变潜热低、导热性能差、循环稳定性欠佳、导热填料易团聚、体系易分层分相等技术难题。

研究方法

本研究采用以下方法进行材料优化及性能研究： 1. 材料合成：以溴化钠（NaBr）、甲酸钠（HCOONa）和去离子水为主要原料，通过溶液冷却法合成NaBr-HCOONa-水溶液基低温相变蓄冷材料。 2. 性能测试：通过热重分析（TGA）、差示扫描量热法（DSC）、导热系数测试等方法对材料的相变潜热、导热性能、循环稳定性、导热填料团聚以及体系分层等性能进行测试。 3. 优化策略：针对测试结果，通过调整材料配比、添加导热填料、优化体系结构等方法对材料进行优化。

核心结果

1. 相变潜热：通过优化NaBr-HCOONa-水溶液的配比，相变潜热得到显著提高，最高可达180 J/g。 2. 导热性能：添加导热填料后，材料的导热系数得到显著提升，最高可达2.0 W/(m·K)。 3. 循环稳定性：经过多次循环测试，材料表现出良好的循环稳定性，无明显的相分离现象。 4. 导热填料团聚与体系分层：通过优化体系结构，有效抑制了导热填料的团聚，并降低了体系分层的风险。

结论与意义

本研究通过对NaBr-HCOONa-水溶液基低温相变蓄冷材料的优化及性能研究，成功解决了低温相变材料在相变潜热、导热性能、循环稳定性、导热填料团聚以及体系分层等方面的技术难题。研究成果为低温冷库的节能降耗提供了新的思路和方法，具有重要的理论意义和应用价值。此外，本研究为低温相变材料在新能源、冷链物流、建筑节能等领域的应用提供了技术支持，有助于推动相关产业的发展。