最近忙着研究相变材料（PCMs）的电力电子热管理应用，遇到了不少困惑，百思不得其解，遂在上周拜访了英国伯明翰大学化学工程学院的李永亮教授求教。言谈间，才知道其所在的伯明翰储能中心（BCES）主任正是丁玉龙（Yulong Ding）院士。
一瞬间，遥想起当年做本科毕业设计的往事。2009年，大三，选择了“纳米流体”这一时髦的方向作为毕设课题，当时查阅了不少与毕设相关的外文文献，对Yulong Ding（当时可能还不是英国皇家工程院院士）的这篇论文记忆很深：
当时，还对这篇文章进行过逐句的翻译、研读和注释。虽然日后的研究生生涯读过千百篇论文，但再也没有像这篇文章一样的用心了。
如今，这篇论文发表20年后，引用次数2314次，仍然高居丁院士谷歌学术引用榜第二。实际上，其被引次数排名前五的文章，有4篇都是纳米流体。但排名第一的，却是后来居上的关于储能的文章。
以上都是我拜访完李教授之后才搜索的，感到了一种冥冥中的吸引力和缘分。短短3小时的交流，在很多技术点和应用场景上产生了奇妙的碰撞，特别是关于“相变”的讨论令我产生“跳出三界外不在五行中”的快感。
何为相变？
我们已经不止一次地问自己这个问题，每次都有不同的答案。
在日常分享中，我常说，相变冷却分为固液相变和汽液相变，仿佛这是一个非此即彼的论断。也常常仅从传热的角度分析这二者，无从发现更多的新意和应用价值，渐渐钻入思维的牛角尖。
来自：小红书
要说相变的含义，自然是相的变化，那剩下的问题就是界定何为“相”。关于这个，我们内部有一个有意思的讨论如下：
划重点！相的本质特征——界面两侧的对称性！这样的时刻，就像禅宗的棒喝使人开悟。
原来我所固守的固液相变和汽液相变之分，就像困住那只小鸟的两根柱子一样，限制了我的想象力。
当然，这样的概括也高度的抽象化、哲学化，容易使人似懂非懂。
如《楞严经》说，理可顿悟，事须渐修。这说的是要做到知行合一是很难的，而学术训练、学术研究就是这样践行知行合一的过程。
相变何为？
知道何为相变，自然下一步要问，相变何为？知是为了更好地行。
在拜访李教授之后，我回来又做了做功课，搜到了网上一个视频分享，刚好是讲如何利用相转换过程进行热能存储和转化：
伯明翰大学李永亮研究员：基于相转换过程的热能存储和转化技术的开发及应用_https://www.bilibili.com/video/BV1WC411b7kx/?spm_id_from=333.788&vd_source=1e6232e31b9b0b00c2cef221c98a55af
此外，国内若干高校进行过《基于相变过程的热能存储与转换技术的开发与应用》的讲座：围绕目前能量储存和转换领域的研究重点“相变储能”进行演讲，主要工作包括基于物理相变（固-液和液气）和化学相变（固气热化学储热）过程的技术开发以及它们在供热和制冷脱碳方面的应用。
物理相变
物理相变的应用已经是老生常谈了。基本上就是利用两相之间转换的潜热，例如在融化时近乎无穷大的比热容，保持温度的恒定。
图片来源：Conventional Refrigeration Systems Using Phase Change Material: A Review
在电力电子冷却领域，可以将固液相变材料嵌入散热器或者是芯片封装内，缺点是这些材料的导热性能很差（比铜铝等金属低两个数量级），必须采用金属翅片结构构成快速导热通路，确保嵌入的PCM能够快速响应热负荷的变化。
图片来自：ACT官网视频
但是，在这样的构架下，无论如何优化翅片或者PCM充注量，都很难满足功率器件的瞬态变化需求。这里说的瞬态是秒级甚至是毫秒级、微秒级，功率器件的热量还来不及导入到整个PCM区域。
ACT: Phase Change Material (PCM) Heat Sinks: Fundamentals of Operation and Real World Applications
事实上，在其他能量型储能场景，热流边界的变化并没有那么快速，其作用的时间尺度以分钟、小时乃至天计，在那里PCM还是有用武之地的。
化学相变
再次划重点！——化学相变，如固气热化学储热。这一过程完全是我的知识盲区了，可能对化学的东西一直有一种畏惧，不如对物理有一种天然的亲近。但如今的创新研究，已经不能局限在一个学科之内，跨学科交叉是取之不尽的灵感源泉。
结语
