煤炭科学技术

作者：高春雷, 侯竣升, 丁子涵, 黄磊, 张浩, 田佰起, 吴俊杰, 郝南京,

关键词：煤气化渣, 纳米流体, 强化传热, 电池热管理, 单相对流传热,

随着煤化工行业的发展，以煤气化渣为代表的煤基固废产量逐年增长，其大规模的高值化利用问题亟待解决。当前，由煤基固废制备的功能材料主要有沸石、活性炭、碳硅复合材料等。这些材料在吸附剂、催化剂等领域展现出广阔的应用前景。然而，相对粉煤灰、煤矸石等，煤气化渣的资源化利用率仍偏低。鉴于煤气化渣巨大的产量与当前相对有限的应用需求现状之间存在的显著矛盾，寻求更为广泛且高效的利用途径显得尤为重要。在此背景下，利用煤气化渣作为原材料，大规模制备具有卓越热物理性能的纳米流体，是煤气化渣的高值化利用的一条新的路径。其中，纳米流体在电池热管理领域的应用不仅实现了资源的高效转化与增值，还显著提升了电池热管理系统的换热性能，有助于推动纳米流体在新能源产业中的大规模应用。以煤气化渣为原料，通过元素活化分离，制备了具有良好稳定性的水基Fe2O3纳米流体。并且，对合成的纳米流体进行电池热管理试验研究，探究了浓度、流速、放电倍率变化对纳米流体传热性能影响规律。研究结果表明：纳米流体在压降略微增大的情况下显著降低了电池温升和温差，电池表面温升和表面温差分别降低了22%和34%。纳米颗粒对热导率的增强作用及其扰动效应是强化传热性能的关键因素。研究结果为煤基固废的大规模高值化利用开辟了新方向，同时为电池热管理提供了新的研究思路。

来源：2025年第6期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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