滴水成冰，描述了一种物质形态的转化，物理学称之为相变。通过控制温度和压强，可以改变物质的相，这里的相变通常指一级相变，在一级相变的过程中往往伴随着热量和体积的变化，与相变有关的材料也应运而生。
相变储能材料(PCM - Phase Change Material)是储能领域重要的研究方向，随着新能源科学的快速发展，能量的高效储存及运输成为关键性问题，相变储能材料有望为其提供突破性进展。
相变储能材料可以按相变温度、相变状态或相变物质进行分类：相变温度分为低温、中温和高温；相变状态分为固-固、固-液等；相变物质则有无机材料、有机材料和复合材料等，如图1所示，通过这些理化性质的划分可以更方便地研究材料并明确材料的使用环境。
3.1太阳能与风能
地球生命高度依赖太阳能，目前工业上对于太阳能的利用主要有太阳能集热与光伏发电。相变储能材料可以直接进行潜热集热，还可以将光伏板上多余的热量吸收转化为相变潜热，作为备用能源成为光热利用的一环，提高利用率。相变储能材料在风能利用中也发挥着重要作用，风力发电通常不稳定，有时产生多余的能量，有时需要能量补偿，利用相变储能等技术可以根据需要实现能量的储存与释放，保障风电系统稳定运行。
随着我国物流运输业的发展，相变储能材料在冷链运输中有较大的发展空间[3]。在食品冷链方面，刘方方等[4]研制了应用于果蔬类的相变储能材料，主要成分是苯甲酸钠，相变温度为-6~-4℃，可用于0~4℃下果蔬的冷链运输。白冬[5]研制的高分子吸水树脂相变材料加入泡沫箱后的低温维持效果比冰块更佳，可以满足南美白对虾的冷链运输需求。在医用冷链运输中，王艳等[6]分析了十四烷作为相变材料的新型恒温运血箱，发现其在无电力供应、无冰的条件时，在低温和高温下均对红细胞具有良好的保存效果，适宜医用血液运输。
3.4电力系统
当今世界能源的重心正在向清洁型能源倾斜，电力系统也朝着新能源方向探索和发展，但在实际运行时易受可再生能源的不稳定性和间歇性影响，造成可靠性与成本问题，因此，研发面向电力系统的储能技术十分必要。相变储能材料可应用于调峰填谷技术[7]，在强电负荷需求较高时，材料以低峰谷电价时段吸收电网过剩的电能，将其转化为潜热储存起来。当电力需求增加时，可以释放潜热储存的能量供应给电网，平衡电力供需差异。
3.5个体防护服
尽管目前全球变暖趋缓，但显著增温可能在不久的将来得到恢复[8]，人类在高温环境下作业的风险持续增加。降温服在高温矿井等热环境中能够有效保障人体安全，利用相变材料制作的降温服具有制冷效果好、穿戴便利、成本较低等优点，且可选择的相变材料种类丰富，相较于其他种类的降温服具有独特优势[9]。梁国治等[10]研发出一款矿用高分子蓄冷材料降温服，具备放冷时间长、穿戴方便舒适等特点，相变潜热高于240J/g，能在很大程度上降低矿井高温对人体的伤害。
相变储能材料以地球上每时每刻都在发生的相变为理论依托，在储能技术与材料科学的架构下不断开拓潜热的边界，在顺应时代发展、对接全球能源结构的转向升级中起着重要的作用。目前，相变储能还存在导热性能低、成本较高和材料封装等问题，许多研究以计算材料学等交叉学科实现仿真模拟，在商业化与集成化方向对材料进行开发和优化。近年来，国内外应用于相变的相关研究有纳米材料、有机-无机混合材料和低共熔物等，研究人员对不同材料的相互融合与改性进行了积极的尝试。优越的储热性能使相变材料受到越来越多的关注，其在各类储热项目中都存在很大的发展潜力，有望成为未来最具应用前景的储能材料。
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