CaO基材料储能辅助燃煤电站碳捕集研究进展

化石燃料大规模燃烧产生的CO_2加剧了温室效应,钙循环技术不仅能实现低能耗碳捕集,也是热化学储能的重要方法之一。为应对全球气候变暖问题,可再生能源大规模开发与利用,太阳能具有大规模工业应用的广阔前景。然而,太阳辐射具有间歇性,热化学储能技术应运而生。笔者介绍了燃煤电站CaO储能辅助碳捕集系统以及太阳能热发电站基于钙循环的高温储能技术,分析了煅烧条件、材料颗粒粒径等因素对CaO基材料循环储能性能的影响,并介绍了提高CaO基材料储能活性和稳定性的多种方法:用机械掺混、化学燃烧合成等方式制备CaO/Al_2O_3、CaO/MgO、CaO/SiO_2多种复合储能材料。结果表明,燃煤电站CaO储能系统可提高发电效率、减少机组煤耗量、实现CO_2减排;CaO/CaCO3高温热化学系统储能密度高达3. 2 GJ/m~3,储能循环稳定性高,能够实现能量长期无热损储存;惰性载体(Al_2O_3、MgO、SiO_2)的加入可以提高CaO储热循环活性和稳定性。基于CaO基材料碳酸化/煅烧反应(钙循环)的高温热化学储能具有巨大应用前景。此外,分析了当前CaO基材料储能存在的问题以及研究难点,并对储能研究方向进行展望。目前CaO基材料储能循环活性降低,高效储能装置距离实际应用还有一定差距。CaO基储能材料制备应向高储能密度、高循环活性方向发展,整体发电效率提高是储能系统优化的关键。     

无机盐高温相变储能材料的研究进展与应用

无机盐高温相变储能技术对于能源的开发和合理利用具有重要意义,在太阳能热发电、工业热利用及余热回收方面有着显著优点.对无机盐高温相变储能材料的定义范畴、应用领域和国内外发展现状进行了综述.详细讨论了无机盐高温相变储能材料的分类及各类材料的性能、优缺点;介绍了美国国家航空和宇宙航行局(NASA)在空间站太阳能Brayton热机发电循环系统、德国航天航空研究中心(DLR)在太阳能热发电系统、北京航空航天大学在太阳能热发动机等方面的研究成果,并展望了该领域的发展前景.     

矿物基化学吸附储热技术的研究进展

化学吸附储热技术近年来在太阳能利用和中低温余热领域得到了广泛关注，与传统的显热储热和相变储热技术相比具有储热密度高、储热损失小、可实现冷热双储等优点，然而其传质传热问题和液解问题导致的吸附性能和循环稳定性能的降低限制了其规模化应用。本文综述了利用矿物基多孔结构材料对化学吸附材料进行封装的方法以解决上述问题，总结了近年来石墨、蛭石等不同矿物基化学吸附储热材料的特点及其在化学吸附系统中的应用，主要介绍了矿物基化学吸附材料的两种体系（无机盐-水体系和氯盐-氨体系）的传质传热、化学吸附热等性能，并进一步指出了矿物基化学吸附储热技术未来的发展趋势，提出开发新型矿物基复合材料和优化化学吸附系统是未来的研究热点。     

应用于太阳能相变蓄热PC构件升温养护建筑的复合相变材料热物性

预制混凝土（PC）构件蒸汽养护工艺以消耗大量化石能源为代价。本研究结合本文作者课题组研制的复合相变材料热特性以及预制混凝土构件蒸汽养护工艺特点,基于被动式太阳能相变蓄热PC构件升温养护建筑一体化设计理念,将复合相变材料应用于升温养护建筑主朝阳墙体内表面,结合Energy Plus能耗模拟软件及试验研究的方法,开展了关于不同热物性复合相变材料对新型升温养护建筑热工性能影响的研究。研究结果表明：较GH-33复合相变材料,主朝阳墙体内表面采用GH-37复合相变材料,墙体内表面温度夜间平均提高3.4℃;PC构件上部表面温度夜间平均提高1.4℃;实验期间复合相变材料的蓄放热速率较前者平均提高62%。研究可为PC构件养护工艺中可再生能源利用、低碳环保生产,提供一种新的途径和方法参考。     

高分子固-固相变储能材料的研究与应用

综述了各类高分子固-固相变储能材料的性能、储能机理及其优缺点,介绍了此类材料的各种应用, 并对其发展前景做了探讨和展望。高分子固-固相变储能材料具有储能密度大,相变温度恒定,体积变化小,相变过程无液体泄漏等诸多优点,已成为能源开发利用和材料科学研究的新热点。     

锂离子电池正极材料改性研究进展

在如今的生活中,能源问题一直是人们关注的问题,煤、石油、天然气目前仍是人们应用较多的能源,但是这些都属于一次能源,属于不可再生的能源,最终将会被人类淘汰。目前人类探索的新型能源包括太阳能、风能、潮汐能等,这类能源具有环保、可再生的优点,但这类能源在时间和空间上不能实现连续性使用,因此需要设计大型的储能装置。现在较为成熟的储能装置便是锂离子电池,这类电池具有工作电压高、能量密度大、循环性能好等优点,因此被广泛应用于人们的生产和生活中。着重介绍几类锂离子电池科研所面临的问题以及各类电池正极的改性研究。     

膨胀珍珠岩-石蜡相变储能砂浆的力学性能研究

利用膨胀珍珠岩对石蜡具有良好的吸附性能,以石蜡为蓄热芯材,膨胀珍珠岩为载体,经碱矿渣封装后,制备了膨胀珍珠岩-石蜡复合相变储热材料。由于毛细作用力和表面张力的作用,石蜡在相变过程中,很难从膨胀珍珠岩的微孔中渗透出来。将相变储能珍珠岩作为细集料制备出相变储能砂浆,对其热物理性能力学性能进行了试验研究,结果表明:采用碱矿渣对吸附了相变材料的珍珠岩表面进行封装,相变材料的质量损失率、潜热变化率及温度变化率均较小,封密性和稳定性较好;相变循环对砂浆强度影响较小;在配合比相同的情况下,相变材料对砂浆的强度影响较大,相变储能砂浆的抗压强度低于普通砂浆。     

相变储能材料的研究及应用新进展

综述了近年来相变储能材料的研究和应用新进展.介绍了相变材料的种类及各类相变材料特点,并对各类相变材料的性能、储能机理和优缺点进行了讨论;探讨了相变材料在太阳能利用、建筑节能等领域的应用;展望了未来相变材料的发展方向和应用前景.     

过冷水合盐相变材料跨季节储存太阳能研究进展

跨季节储存太阳能可以缓解太阳辐射不稳定以及与建筑负荷供需不匹配的矛盾,提高太阳能利用效率。本文在比较各类跨季节蓄热方式基础上,着重阐述了过冷水合盐相变材料跨季节蓄热技术及研究进展。分析研究了过冷水合盐跨季节蓄热原理和系统及目前研究的焦点问题,包括水合盐相变材料的选择、稳定过冷的实现、触发释能方法、系统匹配设计和性能、相分离和腐蚀性。结果指出六水氯化钙、十二水磷酸氢二钠、三水合乙酸钠和五水硫代硫酸钠由于相变温度适宜、储热密度较大等优点,是跨季节蓄热材料的研究重点。其次针对系统存在的其他焦点问题,逐一分析其影响因素并总结了目前解决策略,为水合盐过冷跨季节蓄热系统的设计和实际应用提供理论依据和指导,最后指出了进一步研究的方向。     

移动蓄热技术的研究进展

移动蓄热技术是缓解能量供求双方在时间、强度及地点上不匹配的有效方式,是合理利用能源及减轻环境污染的有效途径。本文概述了移动蓄热技术的在工业余热回收利用中的研究进展,分析了我国分散式热用户市场,讨论了化学能储热、显热储热、相变潜热储热技术在移动蓄热车应用中的优缺点,其中潜热储热具有储能密度高、体积小、能量供应稳定等特点,在移动蓄热车中有着广阔的应用前景。在此基础上,归纳了应用于不同热源温度的相变材料,并针对其低导热系数问题,总结了几种强化换热技术。指出了移动蓄热技术的发展方向,展望了移动蓄热技术的市场化应用前景。     

离子液体在传热及相变储热中的应用研究进展

离子液体具有与传统的传热、储热材料相当,甚至更加优越的性质,如蒸气压低,储热密度高,物理和化学稳定性好,热传导性好,熔点低和可设计性等。因此,离子液体在太阳能集热、建筑节能、电力谷峰调控、低品位余热存储、吸附式热泵等领域具有良好的应用潜力。综述了离子液体在传热和储热中的应用研究进展,包括作为热传导液用于太阳能集热,作为吸附介质应用于制冷(制热),以及作为相变储热材料等。最后,指出离子液体的一些性质,如腐蚀性、毒性和长期稳定性等,也是离子液体在储热和传热应用中需要考察的问题。     

七水硫酸镁化学储热材料与应用研究进展

七水硫酸镁是一种具有高储热密度（2.8GJ/m³）、低工作温度（<150℃）的无机盐水合物化学储热材料。开发基于七水硫酸镁的高效热化学储热材料和储热系统,有望在太阳能热利用、工业余热回收、季节性储能、建筑供热等领域取得良好的节能减排应用效果。本文对七水硫酸镁的储热原理、基本物性进行了详细介绍。针对七水硫酸镁在实际应用过程中存在传质阻力大、使用寿命受限、传热性能不足等缺点,文章综述了通过沸石、高分子泡沫、碳材料等改性制备硫酸镁高性能复合材料及储热器的相关研究,并对此材料的未来发展趋势作出评价。     

定形相转变材料的研究进展

定形相转变材料(FS-PCM)在热能储存过程中具有形状稳定、循环稳定性高、储热密度高等优点。近年来,FS-PCM在电子器件温控、太阳能收集、冷链运输、纺织品保温等领域有许多新的应用和探索。总结了FS-PCM在组成、制备方法和性能等方面的最新内容,重点关注了无机多孔吸附、高分子网络定形和微胶囊化封装3类FS-PCM的复合制备方法,并在此基础上,对FS-PCM的发展趋势进行了展望。     

相变储热的传热强化技术研究进展

相变储热技术具有储热密度大、相变温度稳定以及过程容易控制等优点,具有广泛应用前景。相变储热技术在应用中需完成热能的储存与释放过程,其传热特性直接决定应用效果。储热技术的传热强化主要包括三个方面：一是相变材料本身的导热强化;二是潜热型功能热流体的对流传热强化;三是储热器的传热强化。本文综述了国内外在相变储热技术的传热强化研究方面的进展,主要介绍了膨胀石墨、泡沫金属等复合相变材料的导热强化,相变微胶囊及相变微、纳米乳液潜热型功能热流体传热强化以及管壳式储热器、板式储热器、螺旋盘管储热器等储热器的传热强化。文章指出,膨胀石墨基复合相变材料具有高热导率、大储热密度以及良好的定型特性,且价格低廉,极具应用前景。纳米乳液功能热流体具有表观比热容大、流阻较小等优势,但存在稳定性较差、过冷度大等问题。板式储热器具有较大的传热面积、较高的传热功率,适宜应用于相变材料传热系统。但应用背景不同,针对不同场景提供不同储热器的选型及指导值得作进一步的研究。     

氯化锰/氨热化学吸附储热的特性

热化学吸附储热具有储热损失小、储热密度高、可实现冷热复合储存等优点，近年来得到了广泛的关注。本文以MnCl₂/NH₃作为吸附储热工质对，基于热化学吸附技术构建了热化学吸附储热实验平台，对MnCl₂/NH₃热化学吸附系统的储热性能进行了理论分析和实验研究。结果表明：在解吸充热温度、吸附放热温度、冷凝/蒸发温度分别为162℃、45℃和25℃的运行条件下，试验获得的吸附储热密度最大，其值为1296.36kJ/kg MnCl₂或1101.90kJ/kg固化复合吸附剂。当放热温度从45℃增大到85℃时，热化学吸附储热系统的吸附储热效率从38.98%降低至24.08%。由于传热传质、化学反应动力学等因素的影响，相同运行工况下吸附储热系统实际所获得的储热性能要低于理论值。     

热化学复合吸附储热循环的理论及实验

对一种基于固-气可逆化学反应的热化学复合吸附储热循环的储热特性以及能量品位提升性能进行了理论分析,并以MnCl₂/SrCl₂/NH₃作为工质对进行了实验研究。理论分析表明,热化学复合吸附储热循环不仅可以降低外界驱动热源的温度并保证输出热能温度稳定,而且能大幅度地提升输出热能的温度品位。在MnCl₂和SrCl₂都参与放热的实验工况下,获得的储热效率为93.31%。MnCl₂复合吸附剂的总储热密度按单位质量反应盐MnCl₂和单位质量的固化吸附剂计量分别为4393.36和3734.36 kJ·kg^-1;SrCl₂复合吸附剂的总储热密度按单位质量反应盐SrCl₂和单位质量的固化吸附剂计量分别为1947.28和1655.19 kJ·kg^-1。结果表明,热化学储热是一种相当有潜力的储热方式,可为低品位热能的高效回收利用提供强有力的技术支持。     

新颖的固体吸附式制冷与供热系统

介绍了一种新颖的固体吸附式制冷与供热系统及其研究现状。该系统主要由吸附器,冷凝器和蒸发器组成。以太阳能,工业废热低品位能源为动力,通过在封闭系统中吸附剂对制冷剂的解吸再生一吸附制冷循环来实现制冷与供热。整个装置无任何运动部件,无须润滑油,具有良好的能量供求关系。     

建筑节能中各种太阳能利用方式的对比与分析

太阳能作为清洁、无污染、用之不竭的可再生能源,将其应用于建筑中得到了广泛的关注和研究。文章首先对比分析了太阳能应用于建筑节能的主要利用方式,然后又具体分析了太阳能热利用中的太阳能热水器、太阳能采暖、太阳能制冷、太阳能热泵和太阳墙系统的性能和优缺点,以及与建筑结合一体化时存在的问题。对于在建筑节能设计中经济有效利用太阳能具有参考价值。     

低品位能源化学储热材料研究进展

化学储热利用可逆化学变化中的吸、放热进行储能和释能，较之显/潜热储热，其能量密度呈数量级上升且可长期稳定储存热能。本文以低品位能源利用为前提，将化学储热分为化学吸附储热与化学反应储热两大类，对目前广泛研究、前景较大的化学储热材料进行了相应原理、特点、现存问题及其应用发展趋势的分析讨论与总结；经过对不同纯材料的分析对比，发现水合盐可以作为一类较理想的化学储热材料，但也存在易潮解等缺点，而复合材料的形成可为弥补各种纯材料的弊端提供了有效的解决路径；与此同时，目前仍缺乏可在反应器中良好运行的化学储热材料。最后对化学储热，尤其是储热材料的选择方面指出未来需要解决的问题及其进一步的研究方向。