基于g-C3N4稳定的癸酸-棕榈酸复合相变材料：高效光热转换与低温储热新策略

本文开发了一种以石墨相氮化碳(g-C3N4)为载体的癸酸-棕榈酸(CA-PA)共晶相变材料(PCM)，通过真空浸渍法制备的形状稳定复合材料具有147%的热导率提升和71.5%的光热转换效率，其139.6 J/g的高潜热和100°C的热稳定性为低温热储能(TES)系统提供了创新解决方案。

　　

亮点

本研究通过尿素热聚合制备的多孔g-C₃N₄成功负载80wt% CA-PA共晶混合物，扫描电镜(SEM)显示其独特的多级孔结构可有效防止相变泄漏。傅里叶红外(FT-IR)和X射线衍射(XRD)证实了材料间良好的化学相容性。

微观结构分析

图4的SEM图像显示，g-C₃N₄具有丰富的多尺度孔隙结构，当PCM负载比为70:30时仍保持明显孔道。随着CA-PA比例增至80wt%，材料表面呈现均匀的PCM覆盖层，证实了毛细作用力对液相的有效束缚。

结论

本研究开发的CA-PA/g-C₃N₄复合相变材料展现出卓越性能：

• 80wt%负载量对应139.6 J/g的高相变潜热

• 热稳定性达100°C且经500次循环后性能稳定

• 热导率较纯PCM提升147%

• 2.7eV带隙的g-C₃N₄使光热转换效率达71.5%

该材料为低温热储能系统提供了兼具经济性和高效性的新型解决方案。