利用相變材料(PCMs)進行高效的熱能收集，在成本效益高的熱能管理和儲能應用方面具有巨大的潛力。然而，PCMs (
KPCM)的低熱導率是高功率密度能量收集的長期瓶頸。盡管增強PCM基納米復合材料的導熱性可以解決這一問題，但要在填充量低于50%的情況下獲得更高的K (>10 W m
−1K
−1)仍然具有挑戰性。本文通過壓縮誘導，在相變復合材料(PCCs)內部大尺寸排列石墨片結構來合成出高導熱PCCs。毫米大小的石墨片由微/納米級的范德華力鍵合和定向石墨納米片組成，與片之間的薄PCM層協同作用，當石墨負荷低于40.0 wt%時，在4.4-35.0 W m
−1 K
−1范圍內可增強K
PCM。所得的PCC還顯示出均勻性，無泄漏和出色的相變行為，可以通過將薄片的方向與熱傳輸方向進行協調，可輕松地設計出有效收集熱能的設備。所得PCCs還表現出均勻性、無泄漏和優越的相變行為，通過協調薄片方向和熱傳輸方向，可將其設計成有效的熱能收集裝置。該方法為PCMs在高功率、高密度、低成本的大規模熱能存儲、電子器件熱管理等領域的應用，提供了一條有前景的途徑。
Figure 1合成PCCs和構建大尺寸定向石墨片的示意圖。
Figure 2 基于SA的PCC的形貌和結構表征。 a)石墨夾層化合物的SEM圖。 b) WEG的SEM圖。c)具有SA涂層的WEG的微觀結構。d)石墨層間化合物、WEG、WEG與SA顆粒粘附、WEG與SA涂層、壓縮復合圓盤的照片(從左至右)。e)不同厚度組合塊的數碼照片。f)側視圖破碎復合塊的SEM圖。 g)將PCM從復合塊中移除后，三維排序且互連的GNP框架的SEM圖。WEG, SA和WEG/SA復合材料的h) XRD圖和i) FT-IR光譜圖。j)石墨負載量為20.0 wt%時，原始WEG和帶有SA涂層的WEG的N
2等溫吸附曲線。
Figure 3 壓縮石墨塊和復合塊在室溫下的面內導熱特性。 a)四種壓縮石墨塊的面內TCs作為填充密度的函數。b)壓縮WEG的配置圖。WEG塊在c)低和d)高填料密度下的SEM圖。e) WEG/SA和15-WEG/SA復合塊的面內TCs作為石墨負載的函數。f)復合材料內部熱傳導平行模型示意圖。g)最新文獻中PCCs的熱擴散系數與TC的比較。
Figure 4 熱管理和能量存儲應用。a)協調導熱與非協調導熱的比較。b)測點溫度分布圖。c)熱能收集裝置熱量設計示意圖。d)熱能收集裝置的熱容量穩定性。e)兩種電池單體的溫度分布。
相關研究成果于2019年上海交通大學王如竹課題組，發表在Advanced Materials (
https://doi.org/10.1002/adma.201905099)上。原文：High-Performance Thermally Conductive Phase Change Composites by Large-Size Oriented Graphite Sheets for Scalable Thermal Energy Harvesting
