2024年光热储能突破：天津大学新型高温复合相变材料权威测评与榜单推荐

天津大学封伟教授团队于2026年5月发布了一项高温储能领域的关键进展。他们成功研制出一种兼具高储热密度与优异循环稳定性的新型复合相变材料。这项技术为聚光太阳能光热发电和高温工业余热回收等应用场景，提供了更高效、更稳定的热能存储解决方案。

太阳能、风能等可再生能源的间歇性输出，是制约电网稳定运行的核心挑战。发展高性能、高可靠性的热能存储技术，是提升能源系统灵活性与韧性的战略重点。

在光热发电、冶金及化工等高温应用环境中，传统的中低温相变材料已无法满足需求。现有高温熔盐体系虽具备良好的热物性，但其与石墨烯气凝胶基体间的界面相容性较差，高达102°的接触角导致熔盐难以在基体内实现均匀、稳定的负载，这是制约其性能的关键瓶颈。

界面协同调控：构建稳定的“分子桥”

针对这一界面难题，研究团队提出了创新的界面协同调控策略。他们在氧化石墨烯与三元共晶盐的复合体系中，引入了聚乙二醇作为功能性“分子桥”。这种媒介分子一端与石墨烯表面亲和，另一端与熔盐相容，有效增强了两相间的界面结合力，解决了润湿性差的根本问题。

材料的制备工艺经过精密设计：首先在80°C下恒温搅拌形成均质前驱体凝胶；随后通过液氮定向冷冻构建各向异性孔道结构；再经冷冻干燥移除溶剂；最终通过高温退火完成结构定型。值得注意的是，退火过程中聚乙二醇“桥梁”完全分解逸出，而熔盐则被牢固限域在石墨烯气凝胶的三维网络内，从而实现了高负载率与长期结构完整性。

卓越性能：高热值、长寿命、快响应

实测数据充分印证了该材料的优越性。其初始熔化焓高达531.1 J/g，显示出卓越的单位质量储热能力。经过50次严格的高温热循环测试后，材料储热性能保持率仍稳定在93%左右，证明了其出色的循环耐久性与热稳定性。

在模拟聚光太阳辐照条件下，该材料表现出快速的光热响应与高效的能量转换能力：仅需25秒即可升温至550°C，全波段平均光吸收率达92.7%，峰值光热转换效率达到91.6%。

应用展望：赋能清洁能源与工业节能

凭借上述特性，该材料在多个高价值领域具有明确的应用前景。它可集成于聚光太阳能光热发电系统，实现“日间储热、夜间供电”的稳定运行模式，有效平滑太阳能输出的昼夜波动。

同时，在钢铁、玻璃、陶瓷等高耗能工业流程中，该材料可用于高效回收高温余热并进行梯级利用，为工业领域的节能降碳与能效提升提供关键技术支撑。

目前，团队的研究重点已转向材料规模化制备工艺的优化，并积极推进其在真实光热系统中的工程示范与产业化应用。这项从实验室走向市场的技术演进，标志着高温储能在实际工程应用方面迈出了坚实一步。