1. 显热储热材料

粉煤灰本身可作为显热储热介质，通过储存材料自身的温度变化来释放或吸收热量。其优势在于：

成本低廉：直接利用工业废料，无需复杂合成工艺。

热稳定性好：多孔结构增强热传导效率，适合中低温储热场景（如太阳能热水系统、工业余热回收）。

环保性：减少粉煤灰堆积对环境的污染，实现资源化利用。

应用案例：将粉煤灰与水混合制成储热模块，用于建筑供暖或温室加热，通过相变温度范围内的显热变化调节温度。

2. 复合相变储热材料

通过将粉煤灰与相变材料（PCM）结合，克服单一PCM的泄漏和导热性差问题：

封装作用：粉煤灰的多孔结构可吸附熔融态PCM（如石蜡、脂肪酸），防止泄漏。

增强导热：粉煤灰中的金属氧化物（如氧化铁）可提升复合材料的热导率。

成本优化：降低对高纯度PCM的依赖，同时提高材料循环稳定性。

制备方法：

熔融浸渍法：将PCM加热至熔融状态，浸入粉煤灰孔隙中冷却固化。

溶胶-凝胶法：在粉煤灰表面包覆PCM前驱体，通过溶胶-凝胶反应形成复合结构。

应用场景：建筑节能（如相变墙体）、电子设备热管理、太阳能光热发电。

3. 化学储热材料（反应型储热）

粉煤灰中的金属氧化物（如氧化钙、氧化镁）可参与化学反应储热：

钙循环储热：利用CaO与CO₂的可逆反应（CaO + CO₂ ⇌ CaCO₃ + ΔH）实现高温储热（>600℃），适用于太阳能热发电或工业高温余热回收。

镁基储热：Mg(OH)₂脱水反应（Mg(OH)₂ ⇌ MgO + H₂O + ΔH）可用于中温储热（200-400℃），具有储热密度高、成本低的特点。

改性需求：

粉煤灰需经过酸洗、碱熔等预处理，提高金属氧化物活性。

添加稳定剂（如黏土、膨润土）防止材料烧结失活。

4. 纳米结构储热材料

通过纳米技术改性粉煤灰，提升其储热性能：

纳米孔道调控：利用粉煤灰中的微孔/介孔结构，限制PCM分子运动，提高相变潜热利用率。

纳米颗粒掺杂：将碳纳米管、石墨烯等导热增强体引入粉煤灰基体，提升复合材料热导率。

研究进展：

粉煤灰/石墨烯复合相变材料在快速充放电场景中表现出优异性能。

纳米结构粉煤灰基储热材料可用于锂电池热管理，防止过热引发的安全问题。

5. 多功能复合储热材料

结合粉煤灰的储热、吸附和催化性能，开发多功能材料：

储热-吸附一体化：粉煤灰基复合材料同时实现热能储存和挥发性有机物（VOCs）吸附，用于工业废气处理。

储热-催化协同：负载金属催化剂（如MnO₂、CuO）的粉煤灰复合材料，在储热过程中催化分解污染物，提升能源利用效率。

挑战与展望

性能优化：需进一步提高粉煤灰基储热材料的热导率、循环稳定性和储热密度。

规模化应用：需解决改性工艺成本高、材料长期耐久性等问题。

政策支持：推动粉煤灰资源化利用政策，鼓励企业参与储热材料研发与产业化。

粉煤灰储热材料的研究不仅为工业废弃物处理提供了新思路，也为可再生能源存储和节能减排技术提供了低成本解决方案，具有广阔的应用前景。