发表状态：
nanomicrosmall年6月19日
研究团队：
ZhengpengYang,ShengminJia,YutaoNiu,XiaotingLv,HuiliFu,YongyiZhang,*
DapengLiu,BinWang,andQingwenLi*
研究内容：
高效、可靠的相变材料封装是实现高性能太阳能集热与储存的关键。然而，制造业的可扩展性、能量存储/释放的高效率以及熔融pcm的抗泄漏性仍然是挑战。本文以天然豆科植物为灵感，提出了一种简便、可扩展的基于挤压的核-鞘三维打印策略，用于直接构建豆荚结构的十八烷（OD）/石墨烯（BOG）相变微晶格，具有规则的多孔结构以及将OD“豆子”单独有效地封装成高度互连的石墨烯网络包装层，该包装层由紧密堆叠和排列的石墨烯片构成。独特的结构特征使得光可以很容易地传播到相变微晶格内部，其横向导热系数高达1.67Wm?1公里?1、太阳能热能的快速收集和转移，从而提供了较高的太阳能热能储存效率和Jg的大相变焓?次循环后保留率为99.1%。最重要的是，这种封装的pcm具有优异的热可靠性和稳定性，即使在次热循环下也不会发生泄漏和形状变化，不会造成BOG的部分损坏。这项工作验证了可缩放印刷实用封装pcm的可行性，为太阳能储能器件用复合pcm的制备带来了革命性的变化。
Abstract
Effectiveandreliableencapsulationofphasechangematerials(PCMs)isessentialandcriticaltothehigh-performancesolar-thermalenergyharvestingandstorage.However,challengesremainpertainingtomanufacturingscalability,highefficiencyinenergystorage/release,andanti-leakageofmeltedPCMs.Herein,inspiredbynaturallegume,afacileandscalableextrusion-basedcoresheath3Dprintingstrategyisdemonstratedfordirectlyconstructingbean-podstructuredoctadecane(OD)/graphene(BOG)phasechangemicrolattices,withregularporousconfigurationaswellasindividualandeffectiveencapsulationofOD“beans”intohighlyinterconnectedgraphenenetworkwrappinglayerbuiltbycloselystackedandalignedgraphenesheets.Theuniquearchitecturalfeaturesenablethereadyspreadingoflightintotheinteriorofphasechangemicrolattice,ahightransversalthermalconductivityof1.67Wm?1K?1,andrapidsolar-thermalenergyharvestingandtransfer,therebydeliveringahighsolar-thermalenergystorageefficiency,andalargephasechangeenthalpyofJg?1with99.1%retentionaftercycles.Mostimportantly,suchencapsulatedPCMsfeatureanexceptionalthermalreliabilityandstability,withnoleakageandshapevariationevenatthermalcyclesandpartialdamageofBOG.ThisworkvalidatesthefeasibilityofscalablyprintingpracticalencapsulatedPCMs,whichmayrevolutionizethefabricationof