脉冲加热让储热电池充电更快

用于可再生能源存储和废热回收的相变热电池，面临着高能量密度与快速充电需求相互矛盾的问题。这是因为具有高熔化焓的相变材料（PCMs）通常导热性能较差。以往提高充电速率的方法主要有两种：一是制备导热性增强的复合相变材料（CPCMs），二是施加外力实现紧密接触熔化（CCM）。但这些方法不可避免地会导致能量密度损失或额外的能量消耗。

本研究报告了一种新策略，通过合理设计复合涂层，在密封热电池内部实现滑移增强紧密接触熔化（sCCM），从而在不牺牲能量密度的前提下提高充电速率。该复合涂层设计整合了脉冲加热（PH）层和类液体滑移表面：PH层可预熔化相变材料以启动CCM，而类液体滑移表面能确保剩余固体不受阻碍地下沉，并在整个充电过程中维持sCCM模式。

研究团队使用有机相变材料，在原型中实现了1100±2% kW/m³的创纪录功率密度。他们还建立了模型来解释滑移表面如何提高充电速率。这种策略具有高循环寿命、适应性和可扩展性，可推广应用于多种相变材料，有望在广泛的温度范围内实现高性能的热能存储。