潜热储能系统（LHSs）作为一种高效的储能技术，在低耗能期间储存过剩热能方面展现出巨大潜力。其核心原理是利用相变材料（PCMs）在相变过程中吸收或释放大量潜热，从而实现能量的存储和释放。与显热储能相比，潜热储能具有储能密度高、温度恒定、储能容量大等显著优势，是实现能源供需平衡、提高能源利用效率的重要途径。
（1）相变材料的选则标准
然而，潜热储能系统的性能在很大程度上取决于所选用的相变材料。PCMs 的选择需要综合考虑热物理性质、物理性质、化学性质以及经济性等多个因素：
1.热物理性质：
合适的相变温度，以确保材料能够在目标温度范围内有效工作。
高潜热和相变焓，以实现更高的储能密度。
高热导率和比热容，以提高充放热速率和储能容量。
2.物理性质：
良好的相平衡性，以避免相分离问题。
高密度和体积变化小，以简化储能单元设计。
低蒸气压，以减少材料损失和环境污染风险。
共熔熔化特性，以防止材料在循环过程中发生不可逆的相分离。
3.化学性质：
化学稳定性，以确保材料在长期使用过程中不发生降解。
与容器材料的相容性，以避免腐蚀和材料失效。
无毒、无易燃性，以确保使用安全。
4.经济性：
原材料易得，成本低廉，以提高储能系统的经济可行性。
（2）无机相变材料的优势与挑战
无机相变材料 (Inorganic PCMs) 因其优异的热物理性能，在潜热储能领域备受关注。与有机相变材料相比，无机 PCMs 具有以下优势：
高热导率：无机 PCMs 的热导率普遍高于有机 PCMs，这有利于提高储能系统的充放热速率。
高储能容量：无机 PCMs 的储能密度通常高于有机 PCMs，这意味着在相同体积下可以储存更多的能量。
工作温度范围广：无机 PCMs 的工作温度范围更宽，适用于中高温应用，而有机 PCMs 在高温下易分解或挥发。
然而，无机 PCMs 也存在一些缺点：
腐蚀性问题：盐类和盐水合物等无机 PCMs 对金属容器具有腐蚀性，会影响储能系统的使用寿命和稳定性。
相分离问题：盐类和盐水合物在相变过程中容易发生相分离，导致储能容量下降。
过冷现象：盐类和盐水合物容易出现过冷现象，影响储能系统的性能。
体积变化：盐类和盐水合物在相变过程中体积变化较大，需要优化材料组成和结构设计。
（3）克服无机 PCMs 缺点的技术手段
为了克服无机 PCMs 的上述缺点，研究人员开发了多种技术手段：
添加成核剂：通过添加成核剂可以有效抑制过冷现象，提高材料的热循环稳定性。
微胶囊化技术：微胶囊化可以有效防止材料泄漏和相分离，并提高材料的循环稳定性和传热性能。
多孔材料支撑：将无机 PCMs 分散到多孔材料（如金属泡沫、膨胀石墨）中，可以提高材料的导热性，并解决液体泄漏问题。
热管技术：热管具有高导热性，可以有效提高无机 PCMs 的传热性能。
......
（4）无机相变材料的应用领域
无机 PCMs 在以下领域展现出广阔的应用前景：
建筑节能：应用于墙体、地板等建筑材料，实现温度调节，降低能耗。例如，利用无机相变材料的高热导率和储能密度，可以在白天吸收太阳能并在夜间释放热量，从而减少空调的使用。
工业余热回收：用于回收工业生产过程中产生的余热，提高能源利用效率。例如，在钢铁厂中，可以利用无机相变材料回收高温废气中的余热，用于加热水或其他工艺过程。
太阳能热利用：与太阳能集热器结合，提高太阳能利用效率。例如，将无机相变材料集成到太阳能热水器中，可以在白天吸收太阳能并在夜间释放热量，提供持续的热水供应。
航空航天：用于航天器热控系统，保障设备正常运行。例如，在卫星上使用无机相变材料作为热控材料，可以在太阳照射时吸收热量并在阴影区释放热量，保持设备的温度稳定。
......
信息来源：
[1] https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.12.012
[2] https://doi.org/10.1016/j.enconman.2003.09.015
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