天津大学研发新型高温复合相变材料，突破光热储能瓶颈

2026年5月7日，天津大学封伟教授团队成功开发出一种新型高温复合相变材料。该材料兼具高储热密度与出色的循环稳定性，可为聚光太阳能光热发电、高温工业余热回收等关键领域提供高效可靠的储能新路径。

清洁能源如太阳能与风能虽储量巨大，但其固有的间歇性与输出波动性，始终制约着大规模稳定利用。其中，高性能热能存储技术的突破，已成为提升能源系统灵活性与可靠性的核心环节。

在冶金、化工及光热发电等高温工况下，常规中低温相变材料难以胜任。尽管高温熔盐具有较高的储热密度和良好热稳定性，但其与石墨烯气凝胶基体之间界面润湿性差，接触角高达102°，导致熔盐难以均匀浸润与稳定负载。

针对这一瓶颈，研究团队创新性提出界面协同调控策略：在氧化石墨烯与三元共晶盐体系中引入聚乙二醇作为分子桥接媒介。该物质一端对石墨烯表面具有强亲和力，另一端则与熔盐相容性优异，从而显著增强两相间的界面结合能力。

具体制备过程为：先于80°C恒温搅拌形成均质前驱体凝胶；继而采用液氮定向冷冻诱导各向异性成孔；随后经冷冻干燥去除溶剂；最终通过高温退火处理完成结构定型。退火过程中，聚乙二醇被彻底分解逸出，而熔盐则被精准限域于石墨烯气凝胶三维多孔网络内部，实现高负载率与结构长效稳定。

性能测试表明，该材料初始熔化焓达531.1焦耳/克，单位质量储热能力突出；经历50次高温热循环后，储热保持率仍维持在93%左右，展现出卓越的服役耐久性。在模拟聚光太阳辐照条件下，材料可在25秒内快速升至550°C，全波段平均光吸收率达92.7%，光热转换效率峰值达91.6%。

该材料可适配聚光太阳能光热发电系统，实现日间高效集热储热、夜间持续释能供电，有效平抑太阳能供应的周期性波动；同时亦适用于钢铁、玻璃、陶瓷等高温流程工业中的余热梯级回收与再利用。

目前，研究团队正着力优化材料的批量化制备工艺，并加快推进其在真实光热系统中的工程化验证与应用落地。