中国矿业大学朱春宇教授课题组在中温相变储热领域取得新进展

以金属作为固-液相变材料（PCMs）一直以来都是相变储热领域的研究热点之一。然而，由于在相变过程中易发生泄露和腐蚀问题，金属相变材料的应用受到严重的限制。采用微胶囊封装技术制备相变微胶囊，可以解决金属融化后的泄露和腐蚀问题，对促进金属相变储热技术的大规模应用，具有重要意义。

目前，金属相变材料的微胶囊化比较困难，技术还不成熟。近日，电力学院朱春宇教授课题组通过简单的水蒸汽/水煮自氧化、高温热氧化两步处理的方法成功制备了具有核-壳结构的Sn SnO2相变微胶囊。两步法处理过程包括：1）水蒸汽/水煮预处理，在金属颗粒表面形成SnO2·xH2O前驱体薄膜；2）氧气气氛下热氧化处理，进一步生成稳定、厚实的SnO2壳膜。

Sn SnO2相变微胶囊的制备流程：(a)水蒸汽预处理，(b)水煮预处理

制得的Sn SnO2相变微胶囊的相变温度为~232℃，相变潜热为~53 J/g，并且具有优异的热循环稳定性。在100次熔化-凝固后，其热物性基本不变，核-壳结构仍保持完好。这项研究为制备金属相变微胶囊提供了可行的策略。

100次熔化-凝固循环后的扫描电镜图：(a)vapor-30,(b)vapor-90 and(c)water-20

样品water-20的100次熔化-凝固循环后的断面的EPMA分析

相关研究以“Synthesis of Sn SnO2 core-shell microcapsules by a self-oxidation strategy for medium temperature thermal storage“为题，在线发表于Chemical Engineering Journal2021,420,129906（影响因子：10.652）。电力学院盛楠副教授为第一作者，硕士研究生卢家辉为第二作者，朱春宇教授为通讯作者。