浙江大学团队突破性研究：新型快充“热池”技术问世

1月8日，国际顶级学术期刊《自然》在线发表了中国科学家在储热技术领域的一项重要研究成果。浙江大学能源工程学院研究员范利武团队与其合作者提出了一种全新的“滑移强化接触熔化”机制，通过为“相变热池”内壁构造特殊表面，成功破解了储热材料充热速度与储热密度难以兼得的矛盾，为实现热能高效存储与快速释放提供了创新性解决方案。

热和电都是重要的能量形式，都能被存储和释放。古人用冰窖存冰夏季取用、电热水器的储水箱等都是最朴素的“热池”。现代“相变热池”利用石蜡、水合盐等材料在固液态转换时吸收或释放的“相变潜热”来储热，虽储热密度高，但普遍存在导热慢、充热速度低的问题。

创新机制：滑移强化接触熔化

这项研究成果题为《Pulse heating and slip enhance charging of phase-change thermal batteries》。研究团队瞄准了“接触式传热”这个关键，创新性地为热池内壁打造了一层特殊“滑梯”——“全固态复合表面”。该表面由可脉冲加热的薄膜与覆盖其上的超光滑“类液涂层”构成。

脉冲加热能在材料接触壁面处瞬间形成极薄液膜，使固态储热材料“悬浮”并易于滑动；而纳米级光滑的涂层则极大减少了滑动摩擦阻力。范利武形象地比喻道：“我们就像在锅底涂了一层超顺滑的特殊涂层，再用小火快速预热锅底，把一块黄油放上去不仅不粘锅，还能自己滑动着快速熔化。”

实验数据与合作背景

实验数据有力证明了该技术的优越性。在测试“快充”效果时，若使用普通有机相变材料，热池的功率密度达到850kW/m³，能量密度保持31kWh/m³；如果与导热增强的复合相变材料结合，功率密度更是飙升至1100kW/m³，能量密度仍有27kWh/m³，实现了“快充”与“高储”的兼得。

“传统方法要么牺牲储热密度，要么系统复杂难以循环应用。”

这一成果的突破，得益于跨学科深度交叉合作。范利武团队从工程热物理基础原理出发，融合了宁波大学叶羽敏团队的超滑涂层技术、普林斯顿大学胡楠所在团队的微流体建模技术带来关键支撑，形成了强大的科研合力。

应用前景与未来计划

在应用层面，该技术展现出巨大潜力。第一作者李梓瑞表示，该方案可直接改造现有储热装备，适配多种类、多温区相变材料，扩展性强，有望广泛应用于工业余热回收、太阳能热利用、电力电子热控等领域，助力节能降碳与成本控制。

未来，团队还计划进一步放大热池规模，深入解析其中的相变传热机理，并解决材料耐久性、循环性等关键工程问题。相关延伸研究已实现有机相变材料上万小时稳定运行，具备了规模化工业应用的潜力。

“我们乐见该项技术为全球能源可持续发展注入新动能，向世界展示中国在热储能领域的科研实力，并为能源领域的基础突破提供信心。”——范利武