中高温余熱は断続的かつ変動性があり、相変化蓄熱は熱の供給と需要のミスマッチを緩和する有効な手段である。LiNO₃は適切な相変化温度と高い相変化エンタルピーを有するが、熱伝導率が低いため蓄熱速度が制限される。本論文では、LiNO₃を相変化材料、EG（膨張黒鉛、expanded graphite）を熱伝導向上材料として、溶媒蒸発法によりLiNO₃/EG複合相変化材料を調製し、実験とシミュレーションによりその熱物性および蓄熱性能を解析した。結果は、LiNO₃がEGの多孔質構造に浸透し、物理的複合構造を形成していることを示した。EGの質量分率が増加するにつれて、複合相変化材料の熱伝導率は徐々に向上し、相変化エンタルピーは継続的に低下した。EG質量分率が15％の場合（CPCM85、85％LiNO₃/15％EG）には、熱伝導率が3.53 W/(m·K)に達し、相変化エンタルピーは291.3 kJ/kgを維持し、純LiNO₃に比べLiNO₃成分の残存率が36.4％向上し、全ての配合の中で熱安定性が最も良好であった。熱伝導率、相変化エンタルピーおよび熱安定性を総合的に考慮し、CPCM85が最適配合であると決定した。シミュレーション結果はCPCM85がLiNO₃よりも高い蓄熱速度を有することを示した。

中高温蓄熱; 複合相変化材料; 膨張黒鉛; 硝酸リチウム; 熱伝導率向上