近日，國際頂級學術期刊《自然》發(fā)表了我國科學家在儲熱技術領域的一項重要突破。浙江大學能源工程學院研究員范利武團隊與其合作者提出全新的“滑移強化接觸熔化”機制，通過為“相變熱池”內壁構造特殊表面，成功破解了儲熱材料充熱速度與儲熱密度難以兼得的長期矛盾。

“石蠟、水合鹽、糖醇在相變時儲熱密度很高，很小一塊就能‘裝’下很多熱量，但這類儲熱天賦高的材料導熱能力往往很差，充熱速度很慢?！狈独浣榻B，傳統(tǒng)提升熱池充熱速度的方法，要么犧牲儲熱密度，要么系統(tǒng)復雜難以循環(huán)應用。

研究團隊將目光聚焦于“接觸式傳熱”環(huán)節(jié)，創(chuàng)新性地為熱池內壁打造了一層特殊“滑梯”——“全固態(tài)復合表面”。該表面由可脈沖加熱的薄膜與覆蓋其上的超光滑“類液涂層”構成。脈沖加熱能在材料接觸壁面處瞬間形成極薄液膜，使固態(tài)儲熱材料“懸浮”并易于滑動，而納米級光滑的涂層則極大減少了滑動摩擦阻力。

“就像在鍋底涂了一層超順滑的特殊涂層，再用小火快速預熱鍋底，把一塊黃油放上去不僅不粘鍋，還能自己滑動著快速融化?！狈独湫蜗蟮亟忉?，同時材料在重力作用下持續(xù)下沉，始終緊貼熱源，保證了傳熱過程持續(xù)高效。

實驗數據有力證明了該技術的優(yōu)越性。在測試“快充”效果時，若使用普通有機相變材料，熱池的功率密度達到850kW/m3（代表充熱速度），能量密度保持31kWh/m3(代表儲熱能力)；如果與導熱增強的復合相變材料結合，功率密度飆升至1100kW/m3，能量密度仍有27kWh/m3，實現了“快充”與“高儲”的雙贏。

這項成果得益于跨學科深度交叉合作。范利武團隊從工程熱物理基礎原理出發(fā)，融合了寧波大學葉羽敏團隊的超滑涂層技術、普林斯頓大學胡楠所在團隊的微流體建模技術，形成了強大的科研合力。

在工業(yè)應用層面，該技術有著巨大潛力?！八梢曰诂F有儲熱裝備直接改造，并且適配多種類、多溫區(qū)的相變材料，可擴展性強?！闭撐牡谝蛔髡摺⒄愦蟛┦可铊魅鸾榻B，該技術有望廣泛應用于工業(yè)余熱回收、太陽能熱利用、電力電子熱控等領域，助力企業(yè)節(jié)能減碳與成本控制。