中高温热化学储热材料研究进展 被引量：1

1

作者 陈秋宇 李文涛 +4 位作者 李竺豫 张怡 李胜 高丽娟 李凯 《热力发电》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期12-20,共9页

可再生能源在利用过程中存在瞬时性、不稳定性以及供应与需求不匹配等问题。热化学储热技术具有储能密度大、储热温度高等特点,能够实现高效长时储热,可以将不稳定的可再生能源转化为稳定的中高温热能,并满足用户侧的波动需求。针对工... 可再生能源在利用过程中存在瞬时性、不稳定性以及供应与需求不匹配等问题。热化学储热技术具有储能密度大、储热温度高等特点,能够实现高效长时储热,可以将不稳定的可再生能源转化为稳定的中高温热能,并满足用户侧的波动需求。针对工作温度范围为400~1 100℃的中高温热化学储热材料,阐述了其分类、基本原理和特点,系统总结了碳酸盐、氢氧化物、氧化物、金属氢化物、氨和甲烷等典型热化学储热材料及其储热性能,分析了其结构定向调控及改性方法,并对典型的工程应用进行了介绍;分析了固-气和气-气反应体系的反应器设计及系统集成的研究进展,并针对优质热化学储能材料在开发及工业应用方面存在的问题,指出了未来的发展方向。 展开更多

关键词 热化学储热 中高温 储热材料

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CaCl_(2)复合热化学储热材料的研究进展

2

作者 孙忻茹 张秋怡 +2 位作者 卓建坤 杨润 姚强 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期4506-4515,共10页

水合盐热化学储热技术具有储热密度高、长期储存热损失小等优点,有望解决太阳能供给与能源需求间不平衡的问题。CaCl_(2)具有快速水合反应动力学、高储热密度、低成本、原料广泛的优势。然而,纯水合盐存在膨胀结块、热导率低、稳定性差... 水合盐热化学储热技术具有储热密度高、长期储存热损失小等优点,有望解决太阳能供给与能源需求间不平衡的问题。CaCl_(2)具有快速水合反应动力学、高储热密度、低成本、原料广泛的优势。然而,纯水合盐存在膨胀结块、热导率低、稳定性差等问题。目前,研究者主要通过高热导率的多孔基质担载使水合盐均匀分散,实现稳定性的提升,并通过微纳米孔增加气体扩散通道,加快反应速率。本文分析了CaCl_(2)复合热化学储热材料性能的主要影响因素,分别从储/放热机理分析、性能评价指标、复合材料物性的调控三方面展开。研究发现,多孔基质的孔隙特性、CaCl_(2)的担载量是影响复合材料储热密度的主要影响因素,介孔结构的多孔基质更适宜作为水合盐热化学反应的载体。同时,加入镁基盐类形成二元盐复合材料是另一种有效的物性调控方法,其中,MgCl2能有效提高CaCl_(2)的循环稳定性,在50次循环测试后仍保持良好性能。最后,指出了未来研究的重要技术方向,即开发以介孔结构为主的多孔基质,包括提高多孔基质的孔道开放度和稳定性、探索构建新的二元盐复合材料以及储热系统与储热材料的匹配等。 展开更多

关键词 热化学储热 氯化钙 复合材料 多孔基质 储热性能

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双轴搅拌反应器内Ca(OH)_(2)/CaO热化学储热体系的放热研究

3

作者 吕潇峻 赵长颖 闫君 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期3718-3729,共12页

针对Ca(OH)_(2)/CaO热化学储热体系的放热过程,提出了双轴搅拌反应器并对其“三传一反”过程进行了数值研究,揭示了体系反应的多物理场耦合机理,分析了双轴搅拌反应器用于热化学储热的可行性,讨论了体系在双轴搅拌反应器内进行放热反应... 针对Ca(OH)_(2)/CaO热化学储热体系的放热过程,提出了双轴搅拌反应器并对其“三传一反”过程进行了数值研究,揭示了体系反应的多物理场耦合机理,分析了双轴搅拌反应器用于热化学储热的可行性,讨论了体系在双轴搅拌反应器内进行放热反应的特性。结果表明,双轴搅拌反应器改善了体系放热反应的传热传质性能;体系1200 s放热过程的转化率为0.49,峰值放热功率和稳定放热功率分别可以达到5.4 kW和3 kW;通过调节水蒸气分压可以控制体系的反应温区,而较低的初始进口温度不仅可以加快反应进程,还能减少体系的额外预热量;反应器的换热能力会明显影响放热过程进行,特别是在高转速和高填充高度的反应条件下,实际应用中应考虑需求来匹配合适的换热装置。 展开更多

关键词 热化学储热 双轴搅拌反应器 放热过程 多物理场耦合 数值模拟

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中高温钙基材料热化学储热的研究进展与展望 被引量：4

4

作者 郑玉圆 葛志伟 +2 位作者 韩翔宇 王亮 陈海生 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第8期3171-3192,共22页

热化学储热由于能量密度高,材料适宜于长时储存和远距离运输,成为高效储热新兴的研究热点。钙基材料热化学储热成本低且无毒无污染,具有广阔应用前景。总结了目前热化学储热的主要体系及分类,针对中高温钙基热化学储热技术从材料改性、... 热化学储热由于能量密度高,材料适宜于长时储存和远距离运输,成为高效储热新兴的研究热点。钙基材料热化学储热成本低且无毒无污染,具有广阔应用前景。总结了目前热化学储热的主要体系及分类,针对中高温钙基热化学储热技术从材料改性、反应器设计及系统集成应用三个层面的研究进展进行综述。探讨钙基热化学储热技术研究中面临的挑战与机遇,并对今后的研究与发展方向提出了建议。 展开更多

关键词 热化学储热 钙基颗粒物料 稳定性 反应器设计 过程系统

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水合盐热化学储热材料的研究概述 被引量：8

5

作者 杨慧 童莉葛 +4 位作者 尹少武 王立 汉京晓 唐志伟 丁玉龙 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第17期17150-17162,共13页

热化学储热材料是通过化学反应过程中化学键的破坏与重组来实现热能的储存与释放。与其他储热材料相比,热化学储热材料具有储热密度高、长周期稳定储热等优势。水合盐热化学储热材料可以高效储存太阳能和工业余热等中低温热源,在热化学... 热化学储热材料是通过化学反应过程中化学键的破坏与重组来实现热能的储存与释放。与其他储热材料相比,热化学储热材料具有储热密度高、长周期稳定储热等优势。水合盐热化学储热材料可以高效储存太阳能和工业余热等中低温热源,在热化学储热领域具有很高的关注度。纯水合盐材料(如LiCl、LiBr、CaCl_(2))液解相对湿度较低,水合(脱水)反应包含固-气水合(脱水)反应、气-液-固三相液解(结晶)、液-气吸收三个过程,这种循环过程可显著提高水合盐的储热密度。若吸水量控制不佳则易引起严重的传质和腐蚀问题。对于液解相对湿度较高、储热密度较高的水合盐,如SrBr_(2)和MgSO_(4),其传热性能差、孔隙率和渗透率低。将水合盐嵌入多孔基质中形成多孔基质水合盐复合储热材料可进一步强化其传热,并同时解决水合盐的潮解结块问题。近年来,人们对多孔基质水合盐复合储热材料进行了深入研究,获得了多种储热密度高、具有良好循环稳定性的复合储热材料。多孔基质水合盐复合储热材料设计过程中,多孔基质的选择尤为重要。目前研究的热点主要集中于膨胀石墨、沸石、蛭石、硅胶、活性氧化硅等。将LiCl和膨胀石墨(EG)制成的复合材料用于10 kWh的低温热化学吸附储热装置中,系统的储热密度高达3142 kJ/kg;以活性氧化铝(AA)为多孔基质、LiCl为嵌入盐制得了一种新型复合材料(AL),其中AL25(盐含量为14.68%,质量分数)复合材料的结构稳定,储热性能最优,具有最高的储热密度为1041.5 kJ/kg,充热温度为120℃;在不使用多孔基质的条件下,MgCl_(2)·MgSO_(4)二元水合盐在超过50次循环实验后,仍保持良好的性能,说明其具有非常高的循环稳定性。本文基于反应动力学、平衡吸附量和化学反应平衡等理论,从传热和传质性能、循环稳定性和储热密度等方面综述了水合盐热化学储热材料的研究成果,探讨了水合盐热化学储热材料存在的问题,以期为开发高效水合盐热化学储热材料提供参考。 展开更多

关键词 热化学储热 水合盐 多孔基质 复合材料 储热密度

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热化学储热反应器内水合盐物性调控及传热传质优化研究进展 被引量：4

6

作者 罗伊默 芮金金 +4 位作者 徐薇 彭晋卿 折晓会 李念平 丁玉龙 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1273-1284,共12页

水合盐热化学储热具有材料储热密度高、热损失小、适合季节性存储等优点,与可再生能源相结合是保障清洁供热、实现供热碳中和的有效措施之一。反应器是水合盐热化学储热的关键部件,直接影响系统的效率和可靠性。然而目前反应器因材料配... 水合盐热化学储热具有材料储热密度高、热损失小、适合季节性存储等优点,与可再生能源相结合是保障清洁供热、实现供热碳中和的有效措施之一。反应器是水合盐热化学储热的关键部件,直接影响系统的效率和可靠性。然而目前反应器因材料配方和结构设计不合理,存在热功率低、材料循环稳定性差、装置使用寿命短等缺点。本文针对反应器性能优化,从水合盐物性调控和水合盐-湿空气传热传质机理两个方面进行了综述。与现有综述不同,首次对新型金属有机框架材料(MOF)在水合盐热化学储热领域的研究现状进行了介绍,调研结果表明相比传统骨架材料,MOF作为骨架的复合水合盐材料的性能更加优越。还总结了反应器内水合盐-湿空气传热传质机理、数学模型以及相关实验研究及性能优化。基于以上分析结果,指出了未来研究的工作重点,即高性能复合水合盐材料的开发、反应器微纳尺度的传热传质研究以及反应器结构优化,这对提高反应器内热质传递速率、改善稳定性等具有重要意义。 展开更多

关键词 热化学储热 水合盐 金属有机框架MOF 传热传质

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基于光热发电的热化学储热体系研究现状与展望 被引量：3

7

作者 周玥 周子健 +4 位作者 曹田田 刘磊 彭德骏 刘小伟 徐明厚 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期4818-4832,共15页

光热发电是一种利用太阳能热效应的发电形式,其配备的储热系统可实现电网负荷的削峰填谷,是一种兼备清洁发电和平稳供电特点的新兴技术。光热发电技术的关键是配备高效安全且可长时间运行的储热系统。热化学储热是极具前景的储热技术之... 光热发电是一种利用太阳能热效应的发电形式,其配备的储热系统可实现电网负荷的削峰填谷,是一种兼备清洁发电和平稳供电特点的新兴技术。光热发电技术的关键是配备高效安全且可长时间运行的储热系统。热化学储热是极具前景的储热技术之一。本文综述了主流热化学储热体系(金属氧化物、碳酸化合物、氢氧化物、金属氢化物和氨)的技术原理和研究进展,指出了不同热化学储热体系的优势、存在的技术问题以及改善方法。基于现有研究,提出热化学储热技术的发展趋势是开发适宜的储热介质,进行反应器和换热器以及储热、放热过程的建模和优化,推动热化学储热在光热发电技术应用中的中试放大研究。 展开更多

关键词 太阳能 光热发电 高温储热 热化学储热 研究进展

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氧化钙-氢氧化钙热化学储热系统放热数值分析 被引量：3

8

作者 邓畅 潘智豪 +1 位作者 闫君 赵长颖 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2018年第2期94-100,共7页

热化学储热与显热、潜热储热相比,储热密度高且能够实现常温下季节性储热。基于氧化钙-氢氧化钙热化学储热系统,建立了二维轴对称非稳态气固化学反应模型,对直接传热式氧化钙-氢氧化钙储热装置的放热过程进行了研究,并分析了压力、流量... 热化学储热与显热、潜热储热相比,储热密度高且能够实现常温下季节性储热。基于氧化钙-氢氧化钙热化学储热系统,建立了二维轴对称非稳态气固化学反应模型,对直接传热式氧化钙-氢氧化钙储热装置的放热过程进行了研究,并分析了压力、流量、床体孔隙率、床体高度等参数对放热过程的影响。该模型耦合了气固化学反应、多孔介质内的传热传质和流体流动。模拟结果表明,在反应床内存在一个反应速率较快的区域,随着放热的进行该区域由入口逐渐向出口移动;压力、流量分别是影响出口温度、放热功率的主要因素;改变反应物高度,系统的最大放热功率不变。 展开更多

关键词 热化学储热 氢氧化钙 数值计算

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水合盐热化学储热材料的研究进展 被引量：5

9

作者 郝茂森 刘洪芝 +1 位作者 王婉桐 吕静 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2020年第3期791-796,共6页

水合盐热化学储热材料可以长周期、高效储存太阳热能、工业余热、废热等中低温热能,是中低温储热领域的研究热点。水合盐热化学储热材料主要通过水合盐与水蒸气之间可逆的脱水/水合反应来进行储/放热。本文首先给出了水合盐热化学储热... 水合盐热化学储热材料可以长周期、高效储存太阳热能、工业余热、废热等中低温热能,是中低温储热领域的研究热点。水合盐热化学储热材料主要通过水合盐与水蒸气之间可逆的脱水/水合反应来进行储/放热。本文首先给出了水合盐热化学储热材料的种类和性质,重点介绍了纯水合盐、水合盐复合储热材料及二元水合盐的研究进展。其中,纯水合盐理论储热密度大,但因其易潮解、腐蚀性强、循环稳定性差等缺点限制了其实际应用。通过将纯水合盐填充入不同的多孔材料制成水合盐复合储热材料可以优化纯水合盐的储热性能。近期的研究表明将两种水合盐混合制备的二元水合盐可以进一步提升纯水合盐的水合速率和循环稳定性。进而,将二元水合盐填充入多孔介质制成二元水合盐复合储热材料,该材料表现出了较高的储热密度和循环稳定性。可以看出,主要可从水合盐复合材料的传热传质强化和二元水合盐成分优化两方面来优化制备水合盐热化学储热材料。 展开更多

关键词 水合盐 热化学储热 水合盐复合储热材料 二元水合盐 储热密度

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TiO_(2)改性的CaCO_(3)热化学储热的反应性能 被引量：3

10

作者 徐钿昕 田希坤 +2 位作者 闫君 叶强 赵长颖 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期1-8,共8页

CaCO_(3)/CaO热化学储热体系在清洁能源发电领域具有广阔的应用前景,有助于尽早实现碳达峰、碳中和。本文通过物理混合法制备了掺杂TiO_(2)的CaCO_(3)/CaO复合储热材料,系统研究了TiO_(2)掺杂对CaCO_(3)/CaO循环稳定性和储/放热过程中... CaCO_(3)/CaO热化学储热体系在清洁能源发电领域具有广阔的应用前景,有助于尽早实现碳达峰、碳中和。本文通过物理混合法制备了掺杂TiO_(2)的CaCO_(3)/CaO复合储热材料,系统研究了TiO_(2)掺杂对CaCO_(3)/CaO循环稳定性和储/放热过程中反应性能的影响。实验结果表明:在掺杂摩尔比为100∶2.5(Ca∶Ti)时,复合材料展现出了最佳的循环稳定性,15次循环后的转换率为对照组的1.65倍。表征结果显示,最佳掺杂比例的CaCO_(3)-TiO_(2)复合储热材料具有更小的粒径和更发达的孔隙,因而在循环过程中具备更好的抗烧结能力。在碳酸化放热过程中,CaCO_(3)-TiO_(2)-2.5在高温区(750℃和800℃)有更高的反应转换率和放热/储热焓值比例,但由于复合材料中CaCO_(3)的含量下降,其储热、放热的焓值有所下降。此外,在等温储热分解过程中,N2气氛下TiO_(2)掺杂可提升反应速率、减少反应时间;CO_(2)气氛下TiO_(2)掺杂可降低起始分解温度,促使反应更早开始与结束。而在非等温储热过程中(10℃/min),CO2气氛下TiO_(2)掺杂可将纯CaCO_(3)的起始分解温度从897.16℃降至870.92℃。综上,TiO_(2)改性对CaCO_(3)/CaO储热技术的实际应用具有深远意义。 展开更多

关键词 CaCO_(3)热化学储热 TiO_(2)改性 循环稳定性 碳酸化放热 分解过程

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膨胀蛭石/LaCl_(3)复合材料的热化学储热性能 被引量：2

11

作者 夏骏 楼波 +2 位作者 廖宇燊 杨维枝 黎俊杰 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期722-727,736,共7页

将LaCl_(3)浸渍到膨胀蛭石中,制备了一种以多孔材料为载体的复合材料,在反应器内对材料的水合释热过程进行了研究。结果表明,膨胀蛭石的孔隙结构为LaCl_(3)的液解提供了的承载空间,单次循环复合材料的质量储热密度最高可达1084.2 kJ/kg... 将LaCl_(3)浸渍到膨胀蛭石中,制备了一种以多孔材料为载体的复合材料,在反应器内对材料的水合释热过程进行了研究。结果表明,膨胀蛭石的孔隙结构为LaCl_(3)的液解提供了的承载空间,单次循环复合材料的质量储热密度最高可达1084.2 kJ/kg,体积储热密度94.09 kWh/m^(3);但6次循环后,复合材料的储热密度下降了43%,这主要是由于部分LaCl_(3)泄露堵住蛭石的孔隙所致。 展开更多

关键词 氯化镧 膨胀蛭石 复合材料 热化学储热 储热密度 循环稳定性 太阳能

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面向太阳能热发电的CaO-CO_(2)热化学储热技术研究进展 被引量：5

12

作者 徐运飞 吴水木 李英杰 《发电技术》 2022年第5期740-747,共8页

太阳能热发电技术是缓解能源危机、改善生态环境的重要技术,其通过配备储热系统可解决太阳能不连续供给与连续的电能消耗之间的矛盾。CaO-CO_(2)热化学储热技术具有来源广泛、成本低廉及储热密度高等优势,具有广阔应用前景。对CaO-CO_(2... 太阳能热发电技术是缓解能源危机、改善生态环境的重要技术,其通过配备储热系统可解决太阳能不连续供给与连续的电能消耗之间的矛盾。CaO-CO_(2)热化学储热技术具有来源广泛、成本低廉及储热密度高等优势,具有广阔应用前景。对CaO-CO_(2)太阳能储热系统展开回顾与总结,介绍了其储热原理及与太阳能电站集成方案,分析了影响钙基材料储热的影响因素,阐述了提高钙基材料循环储热性能及机械性能的方法,以期为高性能钙基储热材料的设计与制备,及其在太阳能发电厂中的大规模应用开发提供参考与指导。 展开更多

关键词 太阳能热发电 热化学储热技术 CaO-CO_(2)储热系统 储热性能

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水合盐基中低温热化学储热材料性能测试及数值研究 被引量：6

13

作者 李威 王秋旺 曾敏 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期2763-2772,F0002,共11页

以水合盐K_(2)CO_(3)·1.5H_(2)O和膨胀石墨(EG)分别作为化学蓄热材料和多孔基质,研制了复合储热吸附剂K2CO3@EG。对该复合吸附剂和未掺杂膨胀石墨的纯水合盐就脱附储热、吸附性能、循环稳定性等方面进行了对比分析。结果表明,复合... 以水合盐K_(2)CO_(3)·1.5H_(2)O和膨胀石墨(EG)分别作为化学蓄热材料和多孔基质,研制了复合储热吸附剂K2CO3@EG。对该复合吸附剂和未掺杂膨胀石墨的纯水合盐就脱附储热、吸附性能、循环稳定性等方面进行了对比分析。结果表明,复合吸附剂所需的脱附温度降低,对吸附质的吸附动力学性能也有明显提升且可有效避免潮解现象。经过连续15次的脱附-水合循环实验后,纯盐和复合吸附剂的储热密度分别下降27.6%和10.9%。此外,对储热单元的数值研究结果初步验证了该蓄热体系的可行性。 展开更多

关键词 水合盐 热化学储热 复合吸附剂 动力学 传热 储热密度 循环稳定性

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MgO/Mg(OH)_(2)热化学储热反应的第一性原理研究 被引量：2

14

作者 王琴 徐会金 +1 位作者 韩兴超 赵长颖 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期1242-1252,I0002,共12页

以MgO/Mg(OH)_(2)储热系统为研究对象,以微观储热机理为切入点,建立相应储热材料的分子晶体结构模型,采用第一性原理密度泛函理论,分析不同吸附距离和吸附构型对吸附稳定性的影响,并进一步研究了掺杂对储热的影响。研究发现,对于不同吸... 以MgO/Mg(OH)_(2)储热系统为研究对象,以微观储热机理为切入点,建立相应储热材料的分子晶体结构模型,采用第一性原理密度泛函理论,分析不同吸附距离和吸附构型对吸附稳定性的影响,并进一步研究了掺杂对储热的影响。研究发现,对于不同吸附距离,因为物理吸附和化学吸附共同作用,导致吸附能不同,最佳吸附距离为0.15 nm;Mg原子在高对称的镁顶位,即超晶胞第一层中央的镁原子,具有很强的失电子能力,所以失去的电子数最多,存在更强的化学键,分子与表面的作用力更强,是最稳定的吸附位点;掺杂Li、Na、K原子有利于氧化镁储热。本研究某种程度上揭示了热化学储热系统的微观机理,这对后续研究双组分吸附、掺杂的原子对晶体本身的影响等改性处理改善反应物性质的方法研究有很好的参考价值。 展开更多

关键词 热力学性质 热化学储热 微观反应机理 镁基储热材料 计算化学

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氢氧化镁热化学储热系统流化床反应器性能分析

15

作者 杨博文 闫君 赵长颖 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1735-1744,共10页

热化学储热具有储能密度高、储存时间长、温度范围宽的优点,是目前极具前景的储能技术,流化床反应器具有出色的传热传质性能,非常适合应用于热化学储热系统。本工作基于双欧拉模型,耦合了传热方程与反应动力学方程,构建了二维轴对称非... 热化学储热具有储能密度高、储存时间长、温度范围宽的优点,是目前极具前景的储能技术,流化床反应器具有出色的传热传质性能,非常适合应用于热化学储热系统。本工作基于双欧拉模型,耦合了传热方程与反应动力学方程,构建了二维轴对称非稳态的多相流化学反应模型,以氢氧化镁和氧化镁作为储热材料,对热化学储热系统流化床反应器内的储、放热过程进行了研究,并且分析了床层膨胀率、气体流量对储放热效率的影响。通过实验验证了模型的准确性,探究了反应器内的能量流动过程与能耗优化方向。结果表明,床层温度不受传热效率的影响,反应器内不同区域间以及气相与固相间的温度差值均小于1.0 K,放热反应动力学限制了反应器性能;高温气固反应能显著提高床层膨胀率,床层膨胀率和气体流量的变化对储热效率影响较大,对放热效率影响较小;放热过程中的气体预热量和储热过程中的颗粒显热是反应器能量优化的重点方向。本研究对热化学储热系统中的流化床反应器数值建模分析以及实验设计优化具有指导价值。 展开更多

关键词 热化学储热 氢氧化镁 流化床反应器 数值计算

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基于第一性原理的钙钴热化学储热材料设计

16

作者 郭思佳 田希坤 +1 位作者 闫君 赵长颖 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2794-2801,共8页

针对CaCO_(3)/CaO储热体系在太阳能光热利用中亟需提升循环稳定性和吸光性的应用现状,提出碳酸钙与钴基金属氧化物协同储热体系。在理论层面,以第一性原理对钙钴复合储热材料光学性质进行详细计算,从电子结构角度揭示光学性能提升机制,... 针对CaCO_(3)/CaO储热体系在太阳能光热利用中亟需提升循环稳定性和吸光性的应用现状,提出碳酸钙与钴基金属氧化物协同储热体系。在理论层面,以第一性原理对钙钴复合储热材料光学性质进行详细计算,从电子结构角度揭示光学性能提升机制,实现材料的主动设计。在实验层面,以溶胶凝胶法制备的性能最优材料中检测到的Ca_(3)Co_(2-x)Mn_(x)O_(6)(x=0/0.5/1)复相固溶体是光学性能提升的关键,储热材料吸光比由9.53%提升至79.3%,30次循环转化率由20%提升至53.4%,具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 热化学储热 密度泛函理论 光学性能 循环稳定性 电子结构

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基于热化学储热的金属氢化物储氢性能研究

17

作者 常浩 陶于兵 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期500-505,共6页

建立了由MgH_(2)和Mg(OH)_(2)组成的绝热储氢反应器二维轴对称数学模型,提出了夹层式反应器结构并与传统套筒式反应器进行对比,研究了氢气压力及Mg(OH)_(2)导热系数对夹层式反应器储氢蓄热性能的影响。结果表明,夹层式反应器与传统套筒... 建立了由MgH_(2)和Mg(OH)_(2)组成的绝热储氢反应器二维轴对称数学模型,提出了夹层式反应器结构并与传统套筒式反应器进行对比,研究了氢气压力及Mg(OH)_(2)导热系数对夹层式反应器储氢蓄热性能的影响。结果表明,夹层式反应器与传统套筒式反应器相比具有更大传热面积和更小传热热阻,从而具有更快的传热和储氢速率。增加氢气压力,可以强化储氢材料与储热材料之间的传热,加快储氢储热速率。此外,提高Mg(OH)_(2)导热系数是进一步提高夹层式MgH_(2)-Mg(OH)_(2)反应器性能的关键。 展开更多

关键词 金属氢化物 储氢 热化学储热材料 强化传热

原文传递

多孔介质的相变和热化学储热性能 被引量：11

18

作者 赵长颖 潘智豪 +1 位作者 王倩 徐治国 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第17期1897-1911,共15页

探讨了利用多孔材料增加相变和热化学储热功率的可行性,研究了金属泡沫和膨胀石墨添加在储热材料中对储放热过程的影响.低温相变材料采用的是石蜡,高温相变材料采用的是硝酸钠,热化学储热工质对采用的是镁/氢化镁.实验研究了两种相变材... 探讨了利用多孔材料增加相变和热化学储热功率的可行性,研究了金属泡沫和膨胀石墨添加在储热材料中对储放热过程的影响.低温相变材料采用的是石蜡,高温相变材料采用的是硝酸钠,热化学储热工质对采用的是镁/氢化镁.实验研究了两种相变材料在开孔金属泡沫中的储放热过程.对膨胀石墨质量分数分别为3%,6%和9%的石蜡/膨胀石墨复合相变材料也进行了研究,并与采用金属泡沫的复合相变材料进行了对比.结果表明,金属泡沫具有更好的传热能力,主要因其具有膨胀石墨所不具备的内部连通结构.但是,金属泡沫会抑制液态区的自然对流,特别是对于低黏性的相变材料,因此导致了在固态区、固液共存区和液态区具有不同的传热特性,表明金属泡沫并不是在每个区域都能增强换热.数值研究了热化学储热材料在加入金属泡沫前后的放热过程.在热化学储热中加入金属泡沫,可使反应床平均温度下降,明显提高放热功率.同时,由于放热反应存在最佳反应温度,在一定氢气压力和壁温条件下,通过加入不同孔隙率的金属泡沫对放热功率进行研究,表明反应床加入的金属泡沫存在最佳孔隙率,使得床层整体温度更接近最佳反应温度,实现放热功率最大化. 展开更多

关键词 传热 储热 相变材料 热化学储热 自然对流 多孔介质

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矿物基硫酸镁热化学吸附材料的制备与性能评价 被引量：2

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作者 张叶龙 苗琪 +3 位作者 宋鹏飞 谈玲华 金翼 丁玉龙 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期42-50,共9页

本工作以凹凸棒土、硅藻土和膨胀蛭石三种矿物材料为载体,采用等体积浸渍法制备了矿物基硫酸镁热化学吸附材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面积与孔结构测试表征了矿物载体与矿物基硫酸镁复合材料的微观结构,并基... 本工作以凹凸棒土、硅藻土和膨胀蛭石三种矿物材料为载体,采用等体积浸渍法制备了矿物基硫酸镁热化学吸附材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面积与孔结构测试表征了矿物载体与矿物基硫酸镁复合材料的微观结构,并基于热失重(TG)、动态水蒸气吸附(DVS)和差示扫描量热(DSC)测试对复合材料的吸附/脱附动力学性能和储热性能进行了评价。研究发现,硅藻土的圆盘形微观结构有利于复合材料获得更快的脱附/吸附反应速率和更高的储热能力,其脱附反应热可达557.1 kJ/kg。此外,环境温度25℃、相对湿度85%为矿物基硫酸镁复合材料的最佳吸附反应条件。 展开更多

关键词 硫酸镁 矿物基 热化学储热 吸附

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管壳式水合盐化学储热反应器内传热结构拓扑优化

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作者 叶豪 陶于兵 +2 位作者 董镇鲛 晏文杰 贾浩洋 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期78-86,共9页

为了克服水合盐热化学储热材料传热能力差的缺点,建立了管壳式水合盐反应器内传热-流动-反应耦合的多物理场模型。首先,通过拓扑优化的方法设计出适用于热化学储热反应器的高性能肋片结构,并分析了肋片体积的影响,确定了合适的高导热材... 为了克服水合盐热化学储热材料传热能力差的缺点,建立了管壳式水合盐反应器内传热-流动-反应耦合的多物理场模型。首先,通过拓扑优化的方法设计出适用于热化学储热反应器的高性能肋片结构,并分析了肋片体积的影响,确定了合适的高导热材料体积占比为15%。然后,将拓扑优化结构与安装有传统直肋、以及未安装肋片的反应器进行对比,分析了反应器的多项参数对储热效果的影响。研究结果表明:在储热过程中,相较于不安装肋片和安装具有相同高导热材料体积占比的直肋片,拓扑优化肋片使得反应时间分别缩短了84.5%和53.9%;在不同的反应动力学系数和导热系数下,拓扑优化结构的储热性能均高于直肋式反应器;随着反应动力学系数的增大和导热系数的减小,拓扑优化结构的强化效果显著升高,从而验证了提出的拓扑优化设计方案的优越性,并为热化学储热性能强化提供了有价值的参考。 展开更多

关键词 水合盐 热化学储热 强化传热 拓扑优化

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