本文档属于类型b（综述论文）。以下是针对该文档的学术报告：

作者及机构
本文由Pushpendra Kumar Singh Rathore和Basant Singh Sikarwar*（通讯作者）合作完成，两位作者均来自印度阿米提大学工程学院机械工程系。论文发表于2024年8月的《Solar Energy Materials and Solar Cells》期刊（第277卷，文章编号113134）。

主题
论文题为《Thermal Energy Storage Using Phase Change Material for Solar Thermal Technologies: A Sustainable and Efficient Approach》，系统综述了相变材料（Phase Change Material, PCM）在太阳能热技术中的应用，重点探讨其可持续性和效率提升潜力。

主要观点及论据

1. 相变材料在太阳能热技术中的必要性

全球变暖与气候变化的主要成因是化石能源的过度使用。联合国可持续发展目标（SDG7和SDG13）呼吁转向可再生能源，而太阳能热技术因其清洁性和广泛可用性成为关键选择。然而，太阳能的间歇性（如昼夜、季节变化）限制了其效率。PCM通过潜热存储（Latent Heat Storage）解决这一问题，其高能量密度和近乎恒温的储热特性显著优于显热存储（Sensible Heat Storage）。例如，石蜡（paraffin wax）的储热能力（200 kJ/kg）远超混凝土（1 kJ/kg·K）。

支持证据：
- 数据对比：10 mm厚PCM层在24小时内可存储288 Wh/m²能量，而传统显热材料（如混凝土）效率极低。
- 案例：PCM集成太阳能热水系统可将水温延长供应至夜间，效率提升37–81%（Chopra et al.）。

2. PCM的分类与特性

PCM分为有机（如石蜡、脂肪酸）、无机（如盐类水合物、金属合金）和共晶混合物（Eutectic PCM）。

关键特性：
- 熔点范围：低（-100°C至120°C）、中（太阳能热应用）、高（聚光太阳能发电）。
- 潜热容量：无机PCM（如盐类）潜热更高，但存在过冷（Supercooling）和腐蚀问题。
- 热导率：PCM热导率普遍较低，需通过纳米添加剂（如Al₂O₃、石墨烯）或金属泡沫（如铜泡沫）提升。

支持数据：
- 有机PCM如月桂酸（lauric acid）潜热为178 kJ/kg，而无机PCM如MgCl₂·6H₂O达168.6 kJ/kg（表1、表2）。
- 纳米添加剂可将PCM热导率提升17–300%（如Ag纳米颗粒）。

3. PCM在具体太阳能技术中的应用

（1）太阳能热水系统（Solar Water Heating, SWH）

PCM集成可延长供热时间并提升效率。例如：
- 案例1：石蜡填充储罐使水温夜间升高13–14°C（Al-Hinti et al.）。
- 案例2：双层PCM（Na₂HPO₄·12H₂O和CH₃COONa·3H₂O）使集热量提升15.6%（Ding et al.）。

（2）太阳能烹饪（Solar Cooking）

PCM（如赤藓糖醇，erythritol）使炊具在无日照时持续工作：
- 案例：抛物线型太阳能炊具集成PCM后，夜间烹饪时间仅比白天延长3–4分钟（Papade et al.）。

（3）太阳能干燥（Solar Drying）

PCM稳定干燥温度并减少热冲击：
- 案例：石蜡（RT58）使干燥效率提升10.13%（Babar et al.）。

（4）太阳能海水淡化（Solar Desalination）

PCM提高淡水产量：
- 案例：纳米增强PCM（Ag/石蜡）使蒸馏水产率提升202%（Sathyamurthy et al.）。

（5）光伏/光热系统（PV/T）

PCM降低光伏板温度并提升发电效率：
- 案例：碳黑纳米PCM使PV模块温度降低9.74°C，电效率提升17.02%（Karaagac et al.）。

4. 环境与经济价值

PCM集成技术可显著减少碳排放：
- 数据：太阳能热水系统生命周期内减少26–37吨CO₂（Chopra et al.）。
- 经济性：部分系统投资回收期仅3.57年（突尼斯案例）。

论文的意义与价值

1. 学术价值：首次全面综述PCM在所有主流太阳能热技术中的应用，填补了材料特性与系统性能关联研究的空白。
   
2. 应用价值：为设计高效、可持续的太阳能系统提供技术路线图，尤其适用于热带和发展中国家。
   
3. 创新性：提出共晶PCM和纳米增强PCM的优化方向，并强调季节性储热（Seasonal TES）的未来潜力。
   

亮点：
- 涵盖8类太阳能技术（如太阳能烟囱、太阳能池）的PCM集成案例。
- 提供详实的PCM热物性数据表（如熔点、潜热、密度）。
- 结合实验与模拟数据，验证PCM在不同气候条件下的适用性。

（注：全文严格遵循术语规范，如“相变材料（PCM）”“潜热存储（Latent Heat Storage）”等首次出现时标注英文，后续直接使用中文术语。）