Energy Density Recovery by Enhanced Hydrogen Bonding for High‐Performance Composite Phase Change Materials

材料科学 潜热 复合数 热导率 热能储存 氢键 相变材料 化学工程 复合材料 相(物质) 热能 聚变焓 分子 基质(化学分析) 氢 热力学 热的 储能 键能 赤藓糖醇 化学键 活化能 分子间力 发热 化学物理 能量密度 密度泛函理论 功率密度
作者
J. F. Liu,Zirui Li,Biao Feng,Shu‐Shan Hu,Yue-Fei Wu,Yang‐Yan Lai,Guang-Bo Liu,S. Yang,T Yu,Wee‐Liat Ong,Yi Zeng,Li‐Wu Fan
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:38 (10): e20608-e20608 被引量:3
标识
DOI:10.1002/adma.202520608
摘要

ABSTRACT Phase change materials (PCMs) for thermal energy storage require both high latent heat and high thermal conductivity, which is almost infeasible because the energy‐dense materials are usually poor heat conductors, and increasing their thermal conductivity by making composites inevitably leads to a sacrifice in latent heat. Here, we propose a strategy for recovering the unavoidable loss of energy density of a composite PCM by strengthening the molecular connections between the fillers and matrix PCM. Taking erythritol (a polyol rich in hydroxyl groups) as an example, we use hydroxyl‐modified nanofillers to reconstruct the filler‐to‐PCM intermolecular hydrogen bonds. Compared to unmodified graphene, we observe a remarkable recovery in the latent heat of erythritol using hydroxylated graphene, and verify the extension of this strategy to acids and hydrated salts. We show an almost full recovery of the energy density loss for composite erythritol at 1 wt.% loading, reaching an ultrahigh latent heat of fusion (328.5±0.9 J g −1 ). Using molecular simulations, we confirm the formation of strong hydrogen bonds between the model PCM molecules and hydroxylated graphene. Our strategy enables the development of polyol‐based composite PCMs, which can be generalized to other matrix PCMs, toward more balanced performance in high energy density and power density.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
1秒前
5秒前
6秒前
7秒前
8秒前
9秒前
11秒前
11秒前
12秒前
14秒前
15秒前
15秒前
合适抽屉完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
殷勤的迎梦完成签到 ,获得积分10
18秒前
K03完成签到 ,获得积分10
19秒前
HY完成签到 ,获得积分10
19秒前
20秒前
20秒前
Caiyuping完成签到 ,获得积分10
21秒前
21秒前
22秒前
22秒前
jiaojaioo完成签到,获得积分10
22秒前
滿分選手完成签到 ,获得积分10
23秒前
23秒前
24秒前
漂亮孤风完成签到,获得积分10
24秒前
25秒前
26秒前
27秒前
28秒前
28秒前
29秒前
29秒前
子琤完成签到 ,获得积分10
29秒前
dssouc完成签到,获得积分10
31秒前
英俊的铭的应助被时尚的映雁采纳,获得10
34秒前
瘦瘦的映之完成签到,获得积分10
34秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea De Guyane 2000
Guidelines for fracture-safe and fatigue-reliable design of steel structures 600
Problems and Solutions for Integer and Combinatorial Optimization: Building Skills in Discrete Optimization 600
Organizational Behavior 510
Atelier, 2nd edition 500
Study of structural arctic steel in a friction pair with ice 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7993198
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9448468
关于积分的说明 21117581
捐赠科研通 7566636
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3379139
关于科研通互助平台的介绍 2512910
邀请新用户注册赠送积分活动 2412907