熔盐在新能源领域的应用

综述了熔盐在电池(燃料电池、锂电池和热电池)、太阳能热发电等新能源领域的应用及其在生物质热裂解领域的研究动态,评价了熔盐为电解质的燃料电池的工作特点、转换效率和使用寿命,指出了熔融碳酸盐电池是燃料电池的发展方向. 相对于高温固相法制备的锂电池正极材料,熔盐法制备的正极材料的晶体结构和性能得到改善. 在太阳能热发电领域,高温熔盐作为一种低成本、高效率的传热蓄热介质得到了一定的应用. 介绍了熔盐热裂解生物质制取生物油或富氢气体的过程,对比了熔盐组成、裂解条件对产物产率的影响,分析了热裂解机理和动力学,指出熔盐裂解生物质技术的可行性. 最后对熔盐在新能源领域的应用存在的问题进行了分析,并对熔盐应用的发展方向进行了展望.     

熔盐储热材料比热容强化的研究进展

强化熔盐材料比热容可以有效增强熔盐材料的蓄热能力,减小蓄热系统面积及热损失,进而降低蓄热成本,是近年来中高温储能领域的研究热点。本文主要从熔盐储热材料比热容强化的必要性、强化方法和强化机理等方面综述了近年来熔盐传热蓄热材料比热容强化的研究进展。具体阐述了添加可溶性添加剂和掺杂异质纳米颗粒形成纳米流体两种强化熔盐比热容的方法及目前存在的问题,重点探讨了熔盐纳米流体的制备方法、异质纳米颗粒体系、强化效果及比热容强化机理等问题。此外,指出了当前利用纳米流体强化熔盐储热材料比热容方面存在的不足：研究体系单一、悬浮稳定性差和比热容强化机理不完善等,并对熔盐纳米流体的未来发展方向,即多体系熔盐纳米流体的开发,多手段比热容强化机理的揭示和多方法熔盐纳米流体物性的测量进行了展望。     

碳化物衍生碳的制备及其应用研究进展

碳化物衍生碳（CDC）是除去碳化物中非碳元素后得到的产物,本文综述了卤素刻蚀法、超临界水热法、酸浸泡法、碳化钙反应法、高温热解法、高温熔盐电化学刻蚀法六种制备方法,其中,氯气刻蚀法效率最高。文中指出：CDC因具有轻质、高孔隙率、孔径可调、高比表面积、碳形态多样、生物相容性好等优势,可用于电化学储能（如超级电容器、锂离子电池、燃料电池）、吸附、生物医药和摩擦学领域中;而影响CDC孔结构的因素有很多,如前体类型、反应温度、反应气氛、反应时间、刻蚀方式以及活化方式。通过选择不同的合成参数,可以制备出满足不同应用场景需求的CDC材料。本文还展望了CDC在未来实现商业化的可能性及需要满足的五点要求。     

超级电容器镍钴硫化合物电极材料的研究进展

超级电容器是一种具有使用温度范围宽、充电时间短、充放电效率高的新型绿色储能器件。本文首先介绍了超级电容器的研究背景和储能机制,总结了镍钴硫化合物这一类电极材料的优缺点和反应机理。然后重点阐述了目前镍钴硫化合物的主要制备方法及最新研究进展,如共沉淀法、水热/溶剂热法、电化学沉积法,并且介绍了制备条件对电化学性能产生的影响。最后指出了镍钴硫化合物存在的一些问题,并提出镍钴硫化合物与炭材料复合是未来这类电极材料的发展方向。     

Preparation of micro/nano encapsulated phase change materials（PCM）and application to building

相变储能微/纳米胶囊在能源科学等领域发挥着日益重要的作用。本文系统介绍了相变微/纳米胶囊的制备方法,其中,相变储能微胶囊的制备方法主要包括界面聚合法、原位聚合法、凝聚法、悬浮聚合法等;相变储能纳米胶囊的制备方法主要包括细乳液聚合法和原位聚合法。着重阐述了相变储能微/纳米胶囊在现在建筑中的应用,主要是在混凝土、墙体、墙板及地板中的应用。提出目前存在的问题,如相变储能墙体在夏天高温时无法完成相变过程,及相应的解决方法。指出未来将以合成工艺优化、强化胶囊理化性能和改善与无机建筑材料相容为重点研究方向。     

多孔炭材料设计合成及电化学储能应用

多孔炭材料具有导电性好、结构稳定、资源丰富、价格低廉的天然优势，既可直接作为电极材料，构建炭基电化学储能器件，又可与非炭电活性材料复合，起到传输电子、缓冲体积膨胀及调节界面反应的作用，在电化学储能器件中一直发挥着不可或缺的作用。结合本文作者课题组的研究工作，本文总结了多孔炭制备及孔结构和形貌的调控方法，分析了各方法的优缺点；并以超级电容器、锂离子/钠离子电池和锂硫电池为代表，阐述了多孔炭材料在电化学储能领域的作用及应用研究现状，讨论了电化学储能器件对多孔炭材料的结构与性能要求，指出了多孔炭在电化学储能应用中存在的局限性，并对多孔炭在这些储能领域的研究和发展趋势做出展望。     

相变储能微/纳米胶囊的制备及其在建筑中的应用研究进展

相变储能微/纳米胶囊在能源科学等领域发挥着日益重要的作用。本文系统介绍了相变微/纳米胶囊的制备方法,其中,相变储能微胶囊的制备方法主要包括界面聚合法、原位聚合法、凝聚法、悬浮聚合法等;相变储能纳米胶囊的制备方法主要包括细乳液聚合法和原位聚合法。着重阐述了相变储能微/纳米胶囊在现在建筑中的应用,主要是在混凝土、墙体、墙板及地板中的应用。提出目前存在的问题,如相变储能墙体在夏天高温时无法完成相变过程,及相应的解决方法。指出未来将以合成工艺优化、强化胶囊理化性能和改善与无机建筑材料相容为重点研究方向。     

有机氟化物的制备及应用

介绍了有机氟化物的制备方法及应用,着重讨论了电化学氟化反应法以及有机氟化物在表面活性剂、医药及涂料等方面的应用。     

制备方法对纳米熔盐储热性能及形成机理的影响

纳米材料能够改善高温熔盐的传热储热性能,提升大规模储热系统的储热和热交换效率,但目前仍未找到纳米熔盐的高效大规模制备方法。为优选纳米熔盐的高效大规模制备方法,以二元混合盐为基盐,采用高温熔融法和水溶液法分别制备纳米熔盐,用差示扫描量热法、热重分析法和微观形貌分析法,研究制备方法对纳米熔盐显热和储热性能提升、微观结构的影响,探索纳米熔盐形成机理。结果表明,两种制备方法均在搅拌90 min时制备的纳米熔盐性能达到最优,且高温熔融法制备纳米熔盐的熔化潜热和比热容分别比水溶液法高2.6%和28.18%;两种方法制备纳米熔盐的熔点较小,但对纳米熔盐的微观形貌存在明显影响,云核的形成与结构影响着纳米熔盐的储热性能。相比水溶液法,高温熔融法工艺简单,过程能耗低,纳米熔盐储热性能更好,适用于纳米熔盐的大规模生产和工程应用。     

掺钇氧化锆薄膜的制备方法及应用研究新进展

介绍了掺钇氧化锆(YSZ)薄膜的制备方法,这些方法包括化学气相沉积法、电化学气相沉积法、电泳沉积法、溶胶-凝胶法、溅射法、流延成型法和等离子喷涂等,并评述了这些方法的优缺点;介绍了YSZ薄膜作为重要的功能材料在气体、液体分离与纯化、高温催化膜反应器、燃料电池和功能涂层等方面的应用;指出了未来YSZ薄膜应用研究的发展趋势。     

太阳盐/钢渣定型复合相变储热材料的制备与性能研究

全球范围内的能源短缺和环境污染问题迫使人们积极开发可再生新能源.储热技术是解决新能源不稳定性问题的关键技术.相变材料是重要的储热介质之一.熔盐相变材料因其储热密度高,可操作温度范围广的优势,成为储热材料领域研究的热点.为解决熔盐液相易泄漏、低导热和高成本的问题,选择钢渣为基体材料,制备了太阳盐/钢渣定型复合相变储热材料...     

用于储热新型低熔点二元无机盐特性研究

通过对熔盐的热物性分析,研究一种新型低熔点熔盐进行储热,能够有效解决传统燃煤供暖所产生的环境污染等诸多问题。熔盐材料由于高温下的稳定性好、成本低及导电性能良好等特点成为了与新能源结合的研究热点。由于常用的二元混合熔盐熔点约为221 ℃,而供暖系统传热介质温度较低,高熔点熔盐对于供暖系统并不适用,所以开发熔点较低的熔盐用于供暖系统成为了研究热点。通过试验测试的方法对熔盐混合配比进行调整,开发了熔点较低的新型熔盐,并通过大温差储能供暖系统中的应用进行了有效性验证。     

Corrosion behavior of metallic alloys in molten chloride salts for thermal energy storage in concentrated solar power plants: A review

Recently, more and more attention is paid on applications of molten chlorides in concentrated solar power (CSP) plants as high-temperature thermal energy storage (TES) and heat transfer fluid (HTF) materials due to their high thermal stability limits and low prices, compared to the commercial TES/HTF materials in CSP-nitrate salt mixtures. A higher TES/HTF operating temperature leads to higher efficiency of thermal to electrical energy conversion of the power block in CSP, however causes additional challenges, particularly increased corrosiveness of metallic alloys used as containers and structural materials. Thus, it is essential to study corrosion behaviors and mechanisms of metallic alloys in molten chlorides at operating temperatures (500–800 °C) for realizing the commercial application of molten chlorides in CSP. The results of studies on hot corrosion of metallic alloys in molten chlorides are reviewed to understand their corrosion behaviors and mechanisms under various conditions (e.g., temperature, atmosphere). Emphasis has also been given on salt purification to reduce corrosive impurities in molten chlorides and development of electrochemical techniques to in-situ monitor corrosive impurities in molten chlorides, in order to efficiently control corrosion rates of metallic alloys in molten chlorides to meet the requirements of industrial applications.     

熔融盐高储热材料的研究进展

储热技术是太阳能热发电行业的关键技术,而熔融盐是储热行业的主导材料。对储热材料的概念和类型做了介绍。概述了太阳能热发电在国内外的发展趋势,对比了碳酸盐、氯化盐、硝酸盐作为储热材料的优缺点,重点综述了熔融盐及其与其他材料（如金属、膨胀石墨、陶瓷等）的复合熔盐的研究进展,提出了避免孤立研究储热材料和开发多种复合技术的新思路。     

电脱氧法工艺研究用熔盐电解材料

电脱氧法是在熔盐体系中由金属氧化物直接电解制备金属或合金的工艺。本文介绍了电脱氧法及其发展,并对电脱氧法中熔盐电解材料的特性及应用进行了详细阐述和比较。包括:Ti、刚玉、石墨、不锈钢等坩埚材料的选用;阳极材料和阴极材料的应用以及阴极制备方法的改进;CaCl2、K2TiF6等熔盐体系和导线材料的选择。     

氯化熔盐体系黏度特性研究现状

中国钛原料钙镁含量高,主要采用熔盐氯化法处理,会产生大量废盐难以处理。研究氯化熔盐体系的黏度特性对于开发该工艺产生的大量废盐利用新方法具有重要意义。综述了国内外对氯化熔盐体系黏度影响规律的研究：从氯化熔盐体系的熔盐离子出发,探讨了Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺及K⁺等对氯化熔盐黏度的影响;从反应条件出发,探讨了温度、气氛和添加剂对氯化熔盐黏度的影响。结合当前对氯化熔盐体系黏度的研究,针对NaCl-KCl-CaCl₂-MgCl₂四元氯化熔盐体系,在不同温度条件下改变气氛或者添加剂,对体系黏度的变化规律进行了考察。通过改变氯化熔盐体系的黏度,寻求适合高温相转化渣高效分离的手段和方法,对高温相转化法高效循环处理熔盐氯化废渣具有重要意义,并能有效推动中国熔盐氯化法的发展。     

熔融碱金属碳酸盐特性及其在能源转化技术中的应用

介绍了熔融碱金属碳酸盐的物理化学特性及其在能源转化过程中的应用,包括作为催化剂、反应介质、电解质及热载体等。混合熔盐比纯组分具有更低的熔点及较高的催化活性,通过对不同碱金属碳酸盐的合理匹配可以优化其物化性能(如熔点、黏度等),从而可提高其催化活性、增强流动性及降低电极材料NiO在熔融碳酸盐中的溶解度。     

熔盐法合成氧化物陶瓷粉体的研究进展

简要介绍了在熔盐介质中合成氧化物陶瓷粉体的方法、特点以及目前的进展。以该方法合成氧化物陶瓷粉体,具有操作简单、合成温度较其它方法低,合成产物的纯度高,各组分配比准确,无偏析等特点。通过调整原料与盐的比例以及合成温度可以控制粉体颗粒的形貌与尺寸。该方法在合成高纯复杂氧化物陶瓷粉体方面具有很广阔的应用前景。