具有高焓值的有机相变资料（PCM）是抱负的储热和放热资料，有望促进热能使用，缓解动力缺少问题。但是，一般有机相变资料固有的吸光性差、导热性差、形状安稳性弱等缺陷严峻限制了太阳能的吸收、转化和使用。本文，北京化工大学李晓锋 教授、于中振 教授团队在《ACS Sustainable Chem. Eng.》期刊宣布名为“High-Quality Anisotropic Graphene Aerogels and Their Thermally Conductive Phase Change Composites for Efficient Solar–Thermal–Electrical Energy Conversion”的论文，研讨经过在 2800 °C 下进行单向冷冻、冻干、碳化和石墨化，初次规划出了由预氧化聚丙烯腈（OPAN）/氧化石墨烯（GO）成分制成的高质量各向异性石墨烯气凝胶。

  GO成分能有用地诱导OPAN成分的取向和石墨化，并在石墨化过程中将其转化为石墨碳。在用白腊进行真空辅佐浸渍后，得到了一种最佳的导热相变复合资料（PCC），在石墨烯含量为1.07 Vol%的低水平下，其通面导热系数进步到了4.36Wm-1K-1，形状安稳性得到必定的改进，潜热坚持率高达99.7%。得益于超卓的光吸收和太阳-热转化才能，PCC在太阳-热-电能量转化使用中十分高效，在5kWm-2 的模仿太阳光照耀下，输出电压高达1181mV。经过开释存储在PCC中的热能，即便在太阳光中止照耀后，它也能够持续为LED灯供电。这项工作为制作具有高潜热坚持率的导热PCC供给了一种可行而有用的办法，用于高效的太阳能-热能-电能转化。

  图1.（a） PG气凝胶及其白腊相变复合资料的制作示意图。（b,c）PG4的侧视图和（d，e）俯视图SEM图画。（f） PG4的数码照片。

  图4. (a) PPG 复合资料的纵向和横向导热系数。(b) PiPG 复合资料的导热系数。(c) 白腊和 PPG 相变复合资料的热重剖析曲线。(d) PPG 相变复合资料的残留物质量百分比，以及 (e) 填充物含量和导热率进步功率。(f) PPG4 的热导率和潜热坚持率与已报导的 PCC 的比较。红外图画显现白腊和 PPG4 在同步（g）加热和（h）冷却过程中的热反响。

  图 5：白腊和 PPG 复合物的（a）加热和（b）冷却 DSC 曲线以及（c）相变焓。(d) PPG4 100 次循环的 DSC 曲线。(e) 白腊和 PPG4 的 TMA 曲线和 (f) 紫外-可见-近红外吸收光谱。(g) 白腊、(h) PiPG4 和 (i) PPG4 在 2 kW m-2 模仿太阳光照耀下的温度-时刻曲线. (a) 当散热器在空气中时，空白、白腊和掩盖 PPG4 的热电半导体的输出电压。当散热器在水中时，掩盖 PPG4 的热电半导体的输出（b）电压和（c）电流。(d) PPG4 涂层热电的安稳输出功率和 (e) 功率密度。(f) 在 10 kW m-2 太阳光照耀下，PPG4 包裹热电半导体的输出电压/电流。(g) 太阳-热-电能转化试验设备示意图。(h) 太阳能模仿器中止后 LED 灯的亮度改变。

  为了处理 PCM 导热性差、太阳光吸收才能弱、形状安稳性差等问题，本文构建了高质量的各向异性石墨烯气凝胶，用于包容白腊并赋予其更好的导热性、安稳的形状和高效的太阳-热转化才能。经过单向冷冻、冷冻干燥、1000 °C 下碳化和 2800 °C 下石墨化，初次规划出了从 OPAN/GO 成分中提取的导热石墨烯骨架。经过调理初始GO的用量，能够有用按捺在碳化和石墨化过程中得到的石墨烯气凝胶的过度体积缩短，并诱导OPAN向石墨碳的取向和转化，然后大幅度的提升了所得石墨烯气凝胶的石墨烯质量。在用熔化的白腊进行线 K-1 的最佳热导率，石墨烯含量较低，仅为1.07vol%。多孔石墨烯骨架还能有用按捺熔化白腊的走漏，并赋予其令人满意的形状安稳性。

  此外，增强的太阳光吸收才能还赋予了PPG4在太阳能-热能-电能转化使用中的杰出功能。在5kWm-2 的模仿太阳光照耀下，掩盖有PPG4的热电资料可获得具有竞争力的 1181 mV 高输出电压和 83.5 mA电流。这项研讨标明，太阳能-热能相变复合资料在搜集和使用太阳能方面具有宽广的潜力，有利于缓解化石动力缺少和太阳能供需不匹配的问题。