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本項(xiàng)目開發(fā)一種蓄放冷能力強(qiáng)、使用壽命長的新型蓄冷材料。 我國電力供求的不匹配導(dǎo)致了電網(wǎng)的負(fù)荷存在峰谷，這體現(xiàn)在夏季用電高峰時(shí)段電力供應(yīng)不足，以及晚上發(fā)電無處可供。2010 年 10 月 25 日北京用電峰谷差更是達(dá)到 10:1 保供難度較大。此外，冰箱的使用也加大了電網(wǎng)供電的峰谷差。截止到 2009 年中國冰箱保有量為 1.3 億臺，家用冰箱的城市普及率已經(jīng)超過 90%，農(nóng)村普及率超過 16%，家用冰箱的年用電量達(dá) 6000 億度，占居民總用電量的 25%—45%。冰箱蓄冷采用了用電低谷期積蓄冷量，用電高峰期釋放冷量的運(yùn)行方式，有以下優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)移峰填谷， 降低電費(fèi)；延緩冰箱溫度回升時(shí)間、冰箱內(nèi)溫度的波動、冰箱壓縮機(jī)的啟動次數(shù)，節(jié)約能源，并且可以 在特殊場合使用，如偏遠(yuǎn)山（牧）區(qū)，邊防哨所，旅游景點(diǎn)等場所。

磁性蓄冷材料是在90年代初被發(fā)現(xiàn)的。這些材料用于制冷機(jī)中后，使得商用制冷機(jī)的溫度可達(dá)2K，效率有了突破性提高（以往這種制冷機(jī)中使用的蓄冷材料只有鉛，但是因?yàn)殂U的比熱容在15K以下急劇下降，使得小型制冷機(jī)在10K溫度以下制冷效率幾乎為零，商用制冷機(jī)的最低制冷溫度在8K左右）。使用磁性蓄冷材料的最大特點(diǎn)在于不需要重新建立一個(gè)制冷體系，只要將商品化的氣體制冷機(jī)中的蓄冷材料換成磁性蓄冷材料。 Er-Ni系列磁性蓄冷材料的指標(biāo)： 比熱容峰值：5K~20K； 在10K以下的比熱容峰值為0.35~0.81J/cm3.K； 4K到20K的比熱容積分∫CdT是5.5J/cm3 新型稀土磁性蓄冷材料已經(jīng)用于小型回?zé)崾降蜏貧怏w制冷機(jī)產(chǎn)品中。這種制冷機(jī)的制冷溫度在4.2K～20K，一般用于醫(yī)用核磁共振成象儀、磁懸浮列車和超導(dǎo)發(fā)電機(jī)中冷卻其大型超導(dǎo)磁鐵、用于量子干涉儀（SQUID)、射頻天文望遠(yuǎn)鏡的傳感器探頭和軍用紅外探測器中以提高其靈敏度，并用于低溫冷疑高真空泵中等等。使用了這種新型稀土磁性蓄冷材料替代傳統(tǒng)蓄冷材料以后，可以使醫(yī)用核磁共振成象儀等不用灌注液氦，每年僅每臺醫(yī)用核磁共振成象儀就可以節(jié)約16萬人民幣。

新型稀土磁性蓄冷材料是一種高熵密度磁性材料(high entropy magnetic materials)，高熵密度磁性材料這一概念是磁性材料用于制冷工程時(shí)提出的。它的特點(diǎn)是材料的磁熵發(fā)生變化時(shí)會出現(xiàn)大的吸熱與放熱效應(yīng)，可以應(yīng)用于制冷技術(shù)中。利用磁性材料在經(jīng)歷磁相變時(shí)發(fā)生的磁熵變化，可以將高熵密度磁性材料作為磁蓄冷材料(magnetic regenerator material)，用于小型回?zé)崾降蜏貧怏w制冷機(jī)中。 這種制冷機(jī)的制冷溫度在4.2K～20K，一般用在高技術(shù)領(lǐng)域，例如可用于醫(yī)用核磁共振成象儀、磁懸浮列車和超導(dǎo)發(fā)電機(jī)中冷卻其大型超導(dǎo)磁鐵、用于量子干涉儀（SQUID）、射頻天文望遠(yuǎn)鏡的傳感器探頭和軍用紅外探測器中以提高其靈敏度，也可以用于低溫冷疑高真空泵中等等。以往這種制冷機(jī)中使用的蓄冷材料只有鉛。由于鉛的比熱容在15K以下急劇下降，使得小型制冷機(jī)在10K溫度以下制冷效率幾乎為零，制冷溫度難以低于8K。要得到低于8K的制冷溫度，只得附加效率極低的J-T回路。為了提高低溫制冷機(jī)的制冷效率，在過去的幾十年中，人們都在努力尋找在20K以下具有高比熱容的材料。具有實(shí)用價(jià)值的Er—Ni系列磁性蓄冷材料是在90年代初被發(fā)現(xiàn)的。這些材料用于制冷機(jī)中后，使制冷機(jī)的效率有了突破性提高。 磁性蓄冷材料的最大特點(diǎn)是不需要重新建立一個(gè)制冷體系，只要將商品化的氣體制冷機(jī)中的蓄冷材料換成磁性蓄冷材料，就可大大提高制冷機(jī)效果。因此磁蓄冷材料正在取代原來的蓄冷材料金屬鉛。而且由于磁性蓄冷材料的出現(xiàn)，推動了低溫制冷機(jī)的發(fā)展?，F(xiàn)在，不用灌液氦，用制冷機(jī)帶動的醫(yī)用核磁共振成象儀和超導(dǎo)磁體已經(jīng)商品化。在這些新設(shè)備中，都必須使用磁蓄冷材料。

項(xiàng)目簡介： 近年來隨著電商發(fā)展，冷鏈物流行業(yè)發(fā)展迅猛。但是和冷鏈物流 相配套的相關(guān)材料和裝備發(fā)展嚴(yán)重滯后。本項(xiàng)目利用食品級原料研制 了一系列冷流物流配套的相變蓄冷劑及其產(chǎn)品蓄冷軟包材、蓄冷包、 蓄冷板等，已經(jīng)在天津天樂研究院（南開大學(xué)津南研究院）試生產(chǎn)， 產(chǎn)品得到了冷鏈物流行業(yè)內(nèi)高度關(guān)注。 技術(shù)特點(diǎn)：冷鏈物流蓄冷劑及其蓄冷軟包材等產(chǎn)品采用食品級原 料，一系列配方，無毒、無害、無污染、可循環(huán)多次使用。 進(jìn)一步的研究集中在蓄冷劑的原材料研究，提高配方蓄冷劑的相 變潛熱、降低成本，優(yōu)化生產(chǎn)工藝等方面。 該項(xiàng)目于 2015 年 7 月在南開大學(xué)津南研究院注冊成立天津冰利 蓄冷科技有限公司。目前，公司通過了 ISO9001:2015 質(zhì)量管理體系 認(rèn)證、ISO14001:2015 環(huán)境管理體系認(rèn)證、SGS 產(chǎn)品菌群和毒性檢測、DGM 航空運(yùn)輸條件鑒定，從配方到生產(chǎn)工藝到生產(chǎn)設(shè)備均有專利保 護(hù)。 公司目前年產(chǎn)食品冷鏈蓄冷劑 1.5 萬噸，擁有自動化制劑生產(chǎn)線 一條、自動化冰利膜灌裝生產(chǎn)線四條以及自動化冰利包生產(chǎn)線兩條。 已與阿里巴巴集團(tuán)盒馬鮮生、大潤發(fā)集團(tuán)、順豐集團(tuán)、復(fù)華集團(tuán)簽訂 了長期供貨協(xié)議。 所需條件支持：本項(xiàng)目擬在長三角地區(qū)建立分廠，需要廠房及資 金支持。 

發(fā)明公開了一種相變蓄冷裝置，包括蓄冷模塊和外循環(huán)模塊，所述外循環(huán)模塊包括空調(diào)負(fù)荷，冷水機(jī)組、水泵、穩(wěn)壓閥和止回閥；所述蓄冷模塊包括外殼、蓄冷槽、入水口、出水口、集水槽、共晶鹽相變材料和三維網(wǎng)狀流道；所述入水口和出水口設(shè)置在所述外殼上，所述蓄冷槽設(shè)置在所述外殼內(nèi)，在所述蓄冷槽的兩側(cè)設(shè)置所述集水槽，所述三維網(wǎng)狀流道配置在所述蓄冷槽內(nèi)，所述蓄冷槽內(nèi)非所述三維網(wǎng)狀流道空間填充所述共晶鹽相變材料。本發(fā)明既可以進(jìn)行電力的移峰填谷從而保障電網(wǎng)安全、提高發(fā)電和輸變電設(shè)備的效率并且有效利用了有限資源，同時(shí)降低了空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，很好地實(shí)現(xiàn)了間歇性工作。

氣體水合物相變蓄冷技術(shù)是一種新型的節(jié)能環(huán)保蓄冷技術(shù)，利用制冷劑水合物相變潛熱儲存能量，可將富余能量儲存起來，然后在用能峰期將能量釋放出來，在工業(yè)與民用建筑、空調(diào)、冰箱的節(jié)能中有重要應(yīng)用價(jià)值。此研究項(xiàng)目基于溶液熱力學(xué)和晶體生長理論，將常壓下為液相制冷劑制備為熱力學(xué)穩(wěn)定的納米制冷劑水合物相變蓄冷材料，將改變目前普遍利用機(jī)械力或外場等使水相和制冷劑相混合的方法，比傳統(tǒng)蓄冷劑具有熱力學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、反應(yīng)速率快、制備簡單、使用方便、蓄冷效率高的優(yōu)點(diǎn)。

利用稀土元素有未充滿的 4f 殼層和 4f 電子被外層電子屏蔽的特性，將稀土 鋁酸鹽基質(zhì)移植到聚合物基體中，生成具有夜光性的蓄光型紡絲液，所紡出的纖 維在受光時(shí)捕集激發(fā)態(tài)電子，停止光照后持續(xù)的發(fā)光躍遷。該項(xiàng)目得到了國家 “863”計(jì)劃和國家自然科學(xué)基金的資助。稀土夜光纖維是以紡絲原料為基體， 添加長余輝稀土鋁酸鹽發(fā)光材料，經(jīng)特種紡絲制成夜光纖維。該夜光纖維吸收可 見光 10 分鐘，便能將光能蓄貯于纖維之中，在黑暗狀態(tài)下持續(xù)發(fā)光 10 小時(shí)以 上。夜光纖維色彩絢麗，且不需染色，是環(huán)保高效的高科技產(chǎn)品。該纖維及其織 物可廣泛應(yīng)用于建筑裝潢、交通運(yùn)輸、夜間作業(yè)、日常生活及娛樂服裝等領(lǐng)域。 目前，本研究室研發(fā)的夜光纖維已成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，并得到企業(yè)，社會的廣泛好 評，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。298 2 關(guān)鍵技術(shù) （1）采用高溫固相法控制制備不同色光的高效儲能稀土夜光材料； （2）通過表面改性和功能助劑的雙重作用實(shí)現(xiàn)夜光材料在不同基體材料的 均勻分散； （3）通過復(fù)合紡絲技術(shù)制備不同色光的夜光纖維，同時(shí)保證其力學(xué)性能； （4）只需吸收紫外光或可見光 10 分鐘，便可持續(xù) 10 小時(shí)以上發(fā)光。 3 知識產(chǎn)權(quán)及項(xiàng)目獲獎情況 發(fā)表學(xué)術(shù)論文 30 余篇；申請專利 15 項(xiàng)，授權(quán)專利 3 項(xiàng)；所獲獎項(xiàng)： 2005 獲得江蘇省科技進(jìn)步二等獎，2013 年獲紡織工業(yè)協(xié)會科技進(jìn)步二等獎， 2013 年獲中國商業(yè)聯(lián)合會科技進(jìn)步一等獎 4 項(xiàng)目成熟度 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。 5 投資期望及應(yīng)用情況 目前已與部分企業(yè)合作，將夜光纖維應(yīng)用于玩具、服裝等領(lǐng)域。 

一種高效保溫隔熱材料 SiO2 納米多孔氣凝膠，美國已將類似的材料用于航天飛機(jī)。 這種性能優(yōu)異的新型保溫隔熱隔聲材料，其纖細(xì)的多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使之具有極低的固態(tài)熱 傳導(dǎo)以及氣態(tài)熱傳導(dǎo)。在常溫常壓下熱導(dǎo)率可低達(dá) 0.02W/（m?K），是當(dāng)前熱導(dǎo)率最低的 固態(tài)材料。它不僅根據(jù)熱導(dǎo)率推算，一塊不到一寸厚的 SiO2納米多孔氣凝膠，相等于二 十至三十塊普通玻璃或 15cm 厚度的混凝土墻體的隔熱功能。鑒于目前建筑材料的隔熱 性能差,僅上海的建筑能耗占總能耗的 25.4%，因此有關(guān)專家呼吁應(yīng)大力推廣各類保溫隔 熱輕質(zhì)材料，SiO2納米多孔氣凝膠以其優(yōu)異的保溫隔聲性能有望成為一種環(huán)保型高效保 溫隔聲輕質(zhì)建材。另外 SiO2納米多孔氣凝膠還具有透光性，可以有效地透過可見光，同 時(shí)可以高效地阻隔紅外輻射，因此，用于建筑物可以很好地兼顧采光和節(jié)能。