相变材料(Phase Change Materials, PCM)是一类具有特定温度下吸收或者释放热能能力的物质,这些材料从一种相态转变为另外一种相态时,能够在温度几乎不变的情况下吸收或释放大量的热量。相变材料是一种节能环保的储能材料,在蓄热与温控等领域具有大规模商业应用的潜力 。根据化学成分不同,相变材料可分为无机相变材料、有机相变材料、复合相变材料三大类。
无机相变材料主要包括结晶盐、熔盐、金属及其氧化物等;有机相变材料主要包括石蜡、酯酸及多元醇等;复合相变材料包括石墨基、石墨烯基、碳纤维基相变材料等。其中复合相变材料不仅能够克服单一有机/无机物相变材料缺点,还能改善相变材料的应用效果,是目前相变储热材料研究的热点。
相变材料具有无毒、无腐蚀、能量高、寿命长、潜热大、循环次数多等特点,在建筑节能、蓄热供暖、冷链运输、通讯散热等场景均有应用,终端应用领域包括建筑、供热、电力、家电、医疗、化工、物流、通讯设备、航空航天等,应用领域较为广泛。相关资料显示,2022年我国相变材料市场规模约为65.8亿元,同比增长17.4%。
目前,在国内布局的相变材料企业数量众多,竞争激烈。其中,德国汉高、德国巴斯夫、加拿大Cryopak、美国陶氏化学、美国莱尔德、英国禾大等国际企业在相变材料领域有着深厚的研究基础和广泛的应用,他们的产品涉及建筑、电子、医疗保健等多个领域。
德国汉高推出的HI-FLOW相变材料,作为CPU或电源设备和散热器之间导热硅脂的替代品,以其优越的导热性能和可靠性受到市场的认可。德国巴斯夫的微胶囊产品,可以在多种建筑产品中使用,通过吸收和释放热量,达到节能的效果。美国陶氏化学的DOWCAL™ 200 传热流体,以其出色的腐蚀防护性能,与常用弹性体的兼容性以及长寿命的特点,被广泛应用于太阳能供暖、地暖、融雪系统、电子系统和组件的冷却等领域。美国莱尔德的Tpcm-780SP cpu相变硅脂散热膏,以其优秀的导热性能,可有效地将电子元器件工作时散发出的热量传递出去。英国禾大的CrodaTherm相变材料,以其高潜热量,高使用效率,100%经USDA认证的生物基产品,以及其稳定性和环保特性,受到市场的青睐。