近日，大連化物所氫能與先進(jìn)材料研究部熱化學(xué)研究組（DNL1903）史全研究團(tuán)隊與催化基礎(chǔ)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室二維材料化學(xué)與能源應(yīng)用研究組（508組）吳忠?guī)浹芯繂T團(tuán)隊合作，通過簡單易行的合成策略，開發(fā)了一種柔性相變儲能材料膜，并將其與柔性石墨烯膜相結(jié)合應(yīng)用于可穿戴熱管理器件。該相變材料膜機(jī)械柔性好、形狀可裁剪及折疊、冷熱循環(huán)壽命長，相變過程中材料始終保持固態(tài)，并且可實(shí)現(xiàn)大尺寸制備，為開發(fā)高性能柔性相變儲能材料及熱管理器件提供了新的方法與思路。

相變儲能材料能夠在恒定溫度下吸收和釋放大量潛熱，可作為一種高效熱能儲存與溫度控制介質(zhì)廣泛應(yīng)用于電子器件熱管理領(lǐng)域。然而，傳統(tǒng)相變儲能材料一般利用其固液相變行為進(jìn)行儲能與控溫，固相材料因剛性大而不具備柔性，液相材料在相變過程中會發(fā)生泄漏，無法應(yīng)用于柔性可穿戴器件熱管理。針對此問題，史全團(tuán)隊通過化學(xué)聚合的方法獲得了一種柔性相變儲能材料膜。該相變材料膜具備表觀的固—固相變特性，相變焓和相變溫度在5-60°C溫度范圍內(nèi)可調(diào)，冷熱循環(huán)1000次后仍然表現(xiàn)出穩(wěn)定的相變性能。此外，該相變材料膜表現(xiàn)出優(yōu)異的本征柔韌性，可折疊或裁剪成任何形狀，可制備大尺寸膜，為大規(guī)模制備柔性相變材料膜提供了可能。該相變材料膜與吳忠?guī)泩F(tuán)隊開發(fā)的柔性石墨烯膜集成得到柔性熱管理器件，可在不同溫度、光照及電加熱情況下表現(xiàn)出優(yōu)異的溫度控制、光熱轉(zhuǎn)化及電熱轉(zhuǎn)化性能，最高電—熱轉(zhuǎn)換效率可達(dá)94%。研究人員進(jìn)一步將大尺寸柔性熱管理器件縫制到衣服上，在人體彎曲動作中該柔性器件仍然保持穩(wěn)定的熱管理性能，在開發(fā)下一代柔性可穿戴熱管理器件方面具有重要的應(yīng)用前景。

上述研究成果于近日發(fā)表在《能源存儲材料》（Energy Storage Materials）上。該工作得到大連化物所創(chuàng)新基金、國家自然科學(xué)基金等項目的資助。（文/寇艷 圖/孫克衍）