研究表明在太阳能储存中, 应用组合式相变材料代替传统的单一相变材料，相变传热速度明显提高，储热放热速率的均匀性得到明显改善。1998年，美国对氨矾和硝酸铵二元相变材料体系进行研究，并将其应用于太阳能热水器。王剑峰等对使用组合相变材料储能系统的相变传热过程进行了研究,通过对具有3层同心环形组合相变材料储能装置的实验,研究发现这种装置的相变时间比采用单一相变材料缩短37 %以上。Gong ZhenXiang等对用2种以上相变材料进行组合以提高储能系统可用能效率进行了理论分析,认为只要选用合适的相变材料进行组合,储能系统的可用能效率可随相变材料种类的增加而提高。
此外，胶囊封装技术、翅管强化传热和金属填料等均能有效地提高相变材料的导热率。M.N.Hawlader et al.用复凝聚法，以阿拉伯树胶和明胶为壁材，石蜡为芯材，制成了直径在微米量级的相变储能微胶囊，该相变材料相变潜热在145~240J/g之间，相变温度在50~60℃之间，在热力循环过程中表现出较好的力学性质和储热能力，是一种很有发展潜力的太阳能储能材料。Choi和Kim研究了在双翅片管内CaCl•6H2O的传热速率特征曲线，其传热速率系数是光滑管的3.5倍。郭茶秀等提出了采用铝片强化太阳能热力发电系统高温相变储能系统传热性能, 要求储能系统在无日照时能尽快释放出相变热,以产生蒸汽，并用fluent软件模拟了该系统在释能过程中的瞬态二维传热过程,计算结果表明,增加铝片能有效强化高温相变储能系统传热性能。
化学反应储存
化学反应储存是利用化学反应的反应热的形式来进行储热，具有储能密度高，可长期储存等优点。用于贮热的化学反应必须满足：反应可逆性好，无副反应；反应迅速；反应生成物易分离且能稳定贮存；反应物和生成物无毒、无腐蚀、无可燃性；反应热大，反应物价格低等条件。
1988年，美国太阳能研究中心指出，化学反应储热是一种非常有潜力的太阳能高温储热方式，而且成本又可能降低到相对较低的水平。Brown et al.采用CaO与H2O，进行了小规模的储热试验研究，指出化学反应储热系统约束条件苛刻，价格偏贵，但认为氢氧化物与氧化物之间的热化学反应将是化学反应储热的潜在对象。澳大利亚国立大学提出一种储存太阳能的方式叫做“氨闭合回路热化学过程”，在这个系统里，氨吸热太阳能分解成氢与氮，储存太阳能，然后在一定条件下进行放热反应，重新生成氨，同时放出热量。
天然气的太阳能热化学重整是使低链烃CH4与H2O或CO2发生反应，重整后的产物主要是CO和H2的混合物，太阳能通过吸热的化学反应储存为燃料的化学能，反应产物（混合气）的热值得以提升。以色列摩西•莱维教授领导的一个科研小组，利用水和甲烷作为“太阳能仓库”来储存太阳能。他们在阳光充足的地方建了一座高54米的高塔，在塔内装上甲烷和水，当塔内温度加热到872℃时，塔中的CH4和水蒸气开始发生化学反应，变为CO和H2，同时吸收大量的热能，使其中所含的能量比CH4高出30%。但是由于太阳能甲烷重整需要800~1000℃的高温，对重整器要求很高，同时需要庞大的定日镜场，不利于工程应用。为此，Hui Hong et al.提出了中温太阳能裂解甲醇的动力系统，系统中太阳能化学反应装置是通过地聚光比的抛物槽式集热器，聚集中温太阳热能与碳氢燃料热解或重整的热化学反应相结合，将中低温太阳能提升为高品位的燃料化学能，从而实现了低品位太阳能的高效能量转换与储存。
此外，有别于以反应热的形式储存太阳能，降冰片二烯类化合物作为储能材料得到了广泛的研究。紫外光照射下, 降冰片二烯类化合物发生双烯环加成反应,转化为它的光异构体，太阳能以张力能的形式储存起来，在加热或催化剂或另一种波长的紫外光的照射下,又逆转为降冰片二烯类化合物,同时张力能以热的形式释放出来，这一转化方式有效地实现了太阳能的储存与转化。
结束语
太阳能热储存技术是一项复杂的技术，无论从技术层面和投资成本来看，太阳能热储存技术都是太阳能利用中的关键环节。从现有的研究来看，显热储存研究比较成熟，已经发展到商业开发水平，但由于显热储能密度低，储热装置体积庞大，有一定局限性。化学反应储热虽然具有很多优点，但化学反应过程复杂、有时需催化剂、有一定的安全性要求、一次性投资较大及整体效率仍较低等困难，目前只处于小规模实验阶段，在大规模应用之前仍有许多问题需要解决。
相变储存凭借其优越性吸引着人们对其进行大量的研究，发展势头强劲。然而常规相变材料在实际应用过程中存在的种种问题，诸如无机相变材料的过冷和相分离现象以及有机相变材料的导热率低等问题，严重制约了相变储存技术在太阳能热储存中的应用。此外，降低相变储热的应用成本亦是将相变储存技术大规模应用太阳能热储存前必须解决的一个现实问题。值得高兴的是，近年来，随着纳米复合相变储热材料、定形相变材料和功能热流体等新型相变材料的出现，上述问题有望得到解决。新型相变材料的出现，必将在很大程度上推动相变储存技术在太阳能热储存中的应用。
李华山 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室
贾晓丽 大连交通大学机械工程学院,116028
冯 亮 西安交通大学能源与动力工程学院,710049