热池是热力学中的一个广义概念，指能大量吸收或释放热量而自身温度变化很小的热源或储热系统，其基本逻辑以及原理与电池相似，在热力学发展中具有重要的地位。理论上来说，热池属于具备强大的储热能力和热量调节功能的热储能装置，因此可以直接参与到热管理、能源存储等领域。
相变热池是热池研究领域的一个重要方向，它是一种利用相变材料在特定温度下吸收或释放大量潜热来储存和释放热能的装置，其核心是让材料在固液相变时“蓄能”和“放能”，实现高效、可控的“热量充放电”。一直以来研究人员都在尝试从材料与结构角度入手，优化相变热池的性能。但是即便如此，其储能量大与充放热速度快之间的矛盾，却依旧制约着其发展。
而就在近日，浙江大学能源工程学院在相变热池的研究中获得突破。该院研究员范利武团队与其合作者提出全新的“滑移强化接触熔化”机制，用“全固态复合表面”给相变热池内壁做了加工，使得其在储能量与充放热速度上突破原有的限制，为相变热池的性能提供了新思路。
研究人员介绍，传统提升热池充热速度的方法，通常是往相变材料里掺高导热填料或者靠压力、磁力等外力帮忙，前者会挤占存储空间，导致储热能量密度下降，后者则费电又复杂，难以达成循环运行，也不利于大规模应用。这次的新成果则是从“接触式传热”作为切入点，通过让热池内壁变得“超滑”，让相变材料无法“粘壁”只能靠自身重力一直紧贴底部热源，近距离接受不断传来的热量，来实现全程的高传热速率。
而为了实现“超滑”的内壁，研究人员采用了“全固态复合表面”。这是一种由能脉冲加热的薄膜(预热层)与覆盖在薄膜表面的“类液涂层”(滑移界面)组成的类液涂层。加热薄膜通过产生微小热量，使紧贴热池内壁的相变材料形成一层厚度比一根头发丝还细的超薄液膜，这层液膜粗糙度只有不到1纳米，能让液体相变材料在表面形成45-90微米的“滑移长度”，大幅减少滑动时的摩擦阻力。
实验结果显示，该成果一定程度上实现了“热池”在“快充”和“高储”上的双赢，未来这项技术有望被应用于工业余热回收、太阳能热利用、电力电子热控等领域，帮助企业节能减碳，推动社会绿色可持续发展。
