钢渣分级全组分协同利用策略：热化学与相变储能材料的绿色制备

本文创新性地提出钢渣分级全组分利用策略，通过乙酸酸洗提取钙离子合成钙基热化学储能材料（TCES），并利用酸洗残渣与偏高岭土制备双造孔钢渣基多孔陶瓷，进而真空浸渍石蜡制备复合相变材料（CPCM）。研究表明，钢渣衍生氧化钙储能材料初始储能密度达1807.17 J/g，10次循环后保持1575.69 J/g；改性钢渣基CPCM负载率提升至55%，储能密度109.54 J/g，在太阳能储热（TES）、工业余热回收等领域具应用潜力。

　　

Highlight

本研究基于钢渣在储热领域的资源化目标，创新提出分级利用策略：以钢渣为原料同步开发热化学储能材料与相变储能材料，实现该废弃物的"吃干榨净"式利用。

Conclusions

1. 钢渣基热化学储能材料经10次碳化/煅烧循环后，储能密度仍保持87.2%初始值（1575.69 J/g），衰减速率显著低于纯氧化钙。

2. 通过水溶性盐-发泡剂双造孔技术制备的酸洗钢渣多孔陶瓷，其石蜡负载率较未处理钢渣提升55%，复合相变材料（CPCM）展现优异的防泄漏性能与热稳定性。

3. 该策略为钢渣高值化利用提供新思路，两类储能材料在太阳能集热系统（CSP）、电子器件热管理等领域具有广阔应用前景。

关键发现

• 乙酸改性使钢渣钙离子提取效率提升14.8倍

• 多孔陶瓷双峰孔隙结构使石蜡浸渍率突破96%

• 复合相变材料导热系数较纯石蜡提升300%

创新点

首次实现钢渣全组分"梯级开发"：钙组分→热化学储能（TCES），硅铁组分→陶瓷骨架→相变储能（PCM），形成闭环资源链。