本文提出并設(shè)計了一種新型三明治結(jié)構(gòu)的Na
2CO
3/石墨烯相變材料(PCM)，建立了該材料的微觀結(jié)構(gòu)，通過分子動力學(xué)模擬研究了其熱輸運性能，并研究了具有理想精度的輸運性能預(yù)測方法。結(jié)果表明:三明治結(jié)構(gòu)的構(gòu)建使PCM模擬體系中離子具有限制作用，自擴散系數(shù)降低，剪切粘度增大。此外，三明治結(jié)構(gòu)的構(gòu)建有利于導(dǎo)熱性能的提高，在研究溫度范圍內(nèi)，PCM的導(dǎo)熱性能平均提高了32.51%，最大提高幅度達(dá)到51.37%，為熔鹽基PCM的導(dǎo)熱性能改善提供了一種有吸引力的可能策略，有望應(yīng)用于聚光太陽能發(fā)電系統(tǒng)。
圖1. 模擬系統(tǒng)的建模，(a) CSP系統(tǒng)，(b)熔鹽PCM。
圖2. 輸運特性計算程序流程圖。
圖3. 仿真系統(tǒng)密度，(a) PCM
a， (b) PCM
a與PCM
b的比較。
圖4. 仿真系統(tǒng)的MSD， (a) PCM
a， (b) PCM
b。
圖5. 仿真系統(tǒng)的自擴散系數(shù)。
圖6. 仿真系統(tǒng)的粘度，(a) PCM
a， (b) PCM
a 與PCM
b的比較。
圖7. 導(dǎo)熱系數(shù)計算原理采用NEMD方法。
圖8. PCM
a導(dǎo)熱系數(shù)計算過程中的溫度分布。
圖9. 模擬系統(tǒng)熱導(dǎo)率，(a) PCM
a， (b) PCM
a與PCM
b的比較。
相關(guān)研究成果由鄭州大學(xué)機械與動力工程學(xué)院Songzhen Tang等人于2023年發(fā)表在International Journal of Heat and Mass Transfer (https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2023.123901)上。原文：Prediction of thermal transport properties for Na
2CO
3 /Graphene based phase change material with sandwich structure for thermal energy storage。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
