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中科院電工所常春博士:太陽能熱化學制氫和儲熱技術研究介紹
發布者:admin | 來源:中科院電工所 | 0評論 | 6097查看 | 2020-01-07 15:10:23    

能(neng)源(yuan)與環境的嚴峻形勢(shi)迫使(shi)能(neng)源(yuan)生(sheng)產和消費發(fa)生(sheng)變革,加快(kuai)調整能(neng)源(yuan)結構(gou),構(gou)建清(qing)(qing)潔低碳高效(xiao)(xiao)能(neng)源(yuan)體系,盡可(ke)能(neng)利(li)用清(qing)(qing)潔能(neng)源(yuan),全方位推(tui)進(jin)清(qing)(qing)潔能(neng)源(yuan)供暖是今(jin)后能(neng)源(yuan)發(fa)展(zhan)的重要(yao)方向(xiang),清(qing)(qing)潔、效(xiao)(xiao)率(lv)、效(xiao)(xiao)益(yi)、智能(neng)是今(jin)后能(neng)源(yuan)技術發(fa)展(zhan)的主旋(xuan)律和創新驅動力。


中國(guo)(guo)科學院(yuan)(yuan)電(dian)(dian)工(gong)研(yan)(yan)究(jiu)所(以下簡稱中科院(yuan)(yuan)電(dian)(dian)工(gong)所)作為(wei)我國(guo)(guo)專門(men)(men)從事電(dian)(dian)氣科學研(yan)(yan)究(jiu)的(de)特色能(neng)(neng)(neng)源國(guo)(guo)立(li)科研(yan)(yan)機構,在(zai)可再生能(neng)(neng)(neng)源領域已經有60多(duo)(duo)年(nian)的(de)研(yan)(yan)發(fa)積淀。特別是(shi)近(jin)十幾年(nian)來在(zai)國(guo)(guo)家科技(ji)(ji)(ji)部、中國(guo)(guo)科學院(yuan)(yuan)和(he)北京市等(deng)科技(ji)(ji)(ji)項目(mu)(mu)和(he)企業研(yan)(yan)發(fa)項目(mu)(mu)支持下,在(zai)清潔(jie)(jie)能(neng)(neng)(neng)源發(fa)電(dian)(dian)和(he)清潔(jie)(jie)供暖技(ji)(ji)(ji)術(shu)方(fang)面取得了多(duo)(duo)項關鍵技(ji)(ji)(ji)術(shu)突破,并成功實施了具備(bei)代表(biao)性和(he)一定規模的(de)試驗(yan)示范工(gong)程項目(mu)(mu)。近(jin)年(nian)來,電(dian)(dian)工(gong)所又專門(men)(men)成立(li)太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)燃料(liao)(liao)清潔(jie)(jie)制(zhi)(zhi)(zhi)備(bei)研(yan)(yan)究(jiu)組,致(zhi)力于(yu)解決清潔(jie)(jie)燃料(liao)(liao)制(zhi)(zhi)(zhi)備(bei)(制(zhi)(zhi)(zhi)氫)、太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)熱化(hua)學儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)所涉及(ji)的(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)轉化(hua)與存儲(chu)(chu)關鍵科學問(wen)題(ti),包括高密度長周期儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)技(ji)(ji)(ji)術(shu)、化(hua)學反(fan)應(ying)動力學研(yan)(yan)究(jiu)、催化(hua)劑的(de)制(zhi)(zhi)(zhi)備(bei)、反(fan)應(ying)器的(de)設計和(he)機理研(yan)(yan)究(jiu)以及(ji)基(ji)于(yu)太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)熱化(hua)學多(duo)(duo)聯(lian)產系統(tong)集成和(he)優化(hua)控制(zhi)(zhi)(zhi)研(yan)(yan)究(jiu)等(deng)。


近(jin)日,在“漢諾威杯”2019第四(si)屆嚴寒寒冷地(di)區太陽(yang)能空氣能高效應用暨清潔供暖技術交流會(hui)上(shang),中科院(yuan)電工(gong)所副研(yan)究員、碩士生導(dao)師常春博士對太陽(yang)能熱(re)化(hua)學(xue)制氫與各種(zhong)儲熱(re)技術進(jin)行了介紹,特將報告整理(li)如下,以供業界參考(kao)。


一、清潔能源研究進展


1、制氫產業


氫(qing)(qing)能(neng)是目前已知最綠(lv)色潔凈的二次能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan),燃燒產物只有水。此外,氫(qing)(qing)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)還有極(ji)高(gao)能(neng)量密度,高(gao)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)轉(zhuan)化效率,資源(yuan)(yuan)(yuan)豐富,制備方(fang)法多樣,分(fen)布廣泛(fan),用(yong)(yong)途廣泛(fan)等突(tu)出(chu)優(you)點(dian)。氫(qing)(qing)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)產業鏈(lian)包括制氫(qing)(qing)、儲(chu)運、加氫(qing)(qing)、氫(qing)(qing)能(neng)應用(yong)(yong)等環節,全產業鏈(lian)及政策(ce)體(ti)系尚在(zai)不同程度的完(wan)善進程中。目前,工業每年(nian)用(yong)(yong)氫(qing)(qing)量超過5500億立方(fang)米(mi)。




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2、制氫效益


制(zhi)(zhi)(zhi)氫(qing)現有(you)主要技術(shu)路徑有(you)化(hua)石(shi)燃料(liao)制(zhi)(zhi)(zhi)氫(qing)、工業尾氣制(zhi)(zhi)(zhi)氫(qing)、化(hua)工原料(liao)制(zhi)(zhi)(zhi)氫(qing)、電(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)水(shui)制(zhi)(zhi)(zhi)氫(qing)等,預計國(guo)內(nei)2019年氫(qing)氣制(zhi)(zhi)(zhi)備超2000萬噸,2022年產值有(you)望(wang)突破5000億元。傳統(tong)能(neng)源制(zhi)(zhi)(zhi)氫(qing)在當前(qian)國(guo)內(nei)外均占主導,其中煤(mei)制(zhi)(zhi)(zhi)氫(qing)生產成本最低,約10元/千克。電(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)水(shui)和(he)太陽能(neng)熱化(hua)學循環制(zhi)(zhi)(zhi)氫(qing)是極(ji)具(ju)前(qian)景和(he)成本下(xia)降空間(jian)的(de)可持續清(qing)潔氫(qing)能(neng)源制(zhi)(zhi)(zhi)備技術(shu),2018年僅前(qian)三季度(du)全(quan)(quan)國(guo)棄(qi)(qi)風棄(qi)(qi)光(262億度(du))如果(guo)采用電(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)水(shui)制(zhi)(zhi)(zhi)氫(qing),即可獲得(de)52萬噸產量,可超過當前(qian)全(quan)(quan)國(guo)電(dian)(dian)(dian)解(jie)(jie)水(shui)制(zhi)(zhi)(zhi)氫(qing)產量的(de)一半。


圖:國際制氫現狀


圖:國內(nei)制氫(qing)現狀(單位:萬噸(dun))




3、制氫技術比較


針對(dui)可(ke)持續清(qing)潔氫能源(yuan)制(zhi)(zhi)備技術(shu),美國研(yan)究機構對(dui)光伏電(dian)解(jie)水制(zhi)(zhi)氫和(he)太陽(yang)(yang)能熱(re)化(hua)學(xue)循(xun)環制(zhi)(zhi)氫未來發展做了分(fen)析,認為(wei)太陽(yang)(yang)能熱(re)化(hua)學(xue)循(xun)環制(zhi)(zhi)氫的成(cheng)(cheng)本降(jiang)低主要(yao)驅(qu)動力還(huan)是反應(ying)器(qi)的成(cheng)(cheng)本下(xia)降(jiang),在政策的驅(qu)動下(xia)其成(cheng)(cheng)本下(xia)降(jiang)速度(du)更快。預計到2039年,太陽(yang)(yang)能熱(re)化(hua)學(xue)循(xun)環制(zhi)(zhi)氫成(cheng)(cheng)本可(ke)低于(yu)光伏電(dian)解(jie)水制(zhi)(zhi)氫技術(shu)。




4、太陽能(neng)熱化學循環制氫


1)基本原理


太陽(yang)能(neng)(neng)熱(re)化學循環制(zhi)(zhi)氫(qing)是(shi)通過(guo)聚(ju)光系統產(chan)生(sheng)高(gao)溫(500℃–2000℃),推動熱(re)化學反(fan)應(ying)分(fen)解水(shui)或(huo)甲烷等制(zhi)(zhi)取(qu)氫(qing)氣等清(qing)潔燃料(liao)。太陽(yang)能(neng)(neng)熱(re)化學循環制(zhi)(zhi)氫(qing)技術路(lu)徑多樣(yang),大致可(ke)分(fen)為兩步(bu)(bu)法(fa)和(he)多步(bu)(bu)法(fa)。多步(bu)(bu)法(fa)可(ke)降低反(fan)應(ying)對高(gao)溫的要求,但(dan)工(gong)藝(yi)流程復雜,提(ti)高(gao)效率和(he)降低成(cheng)本的潛力(li)都相(xiang)對較(jiao)小;兩步(bu)(bu)法(fa)循環溫度高(gao),工(gong)藝(yi)簡單(dan),適宜與聚(ju)光太陽(yang)能(neng)(neng)結合(he)。典型(xing)的兩步(bu)(bu)法(fa)制(zhi)(zhi)氫(qing)過(guo)程為:


還原(yuan)步--在(zai)(zai)隔絕氧(yang)氣的(de)(de)高溫(wen)環境中,高價(jia)金(jin)(jin)屬(shu)氧(yang)化物受(shou)熱被還原(yuan)為金(jin)(jin)屬(shu)單質(zhi)或(huo)低(di)價(jia)金(jin)(jin)屬(shu)氧(yang)化物,脫出氧(yang)氣。若在(zai)(zai)還原(yuan)步引入碳(tan)元素(su),可以降低(di)反(fan)應發生(sheng)溫(wen)度(du),但(dan)會增加產物氫氣的(de)(de)分離難度(du)。


氧(yang)化(hua)步--通入水蒸氣,金屬單(dan)質或(huo)低價(jia)金屬氧(yang)化(hua)物被氧(yang)化(hua)為高價(jia)金屬氧(yang)化(hua)物,同時產生氫氣,固體(ti)和氣體(ti)易分離。



2)太陽能熱化學循環制氫技術(shu)研究現狀


(1)太陽(yang)能→化學能轉換效率理論約50%。目(mu)前達到6%(瑞士PSI,ETH);


(2)世界上最大(da)(da)的熱化(hua)學(xue)反應器(qi)750kW(德國DLR)。尚未大(da)(da)型(xing)化(hua),產業化(hua)。


3)太陽能熱化學循(xun)環制氫目前存在的(de)關鍵科學技術問題


(1)材料層面:反應物基對(dui)材料化學(xue)熱(re)力學(xue)、動力學(xue)、穩定性;


(2)器件層(ceng)面:反應器內(nei)多場耦(ou)合(he)傳熱機(ji)理;


(3)系(xi)統層面:基于(yu)太陽能(neng)熱化學制燃料的多聯產(chan)系(xi)統構建。


4)中科院電工所(suo)已(yi)經(jing)開(kai)展的研究工作


(1)材料層(ceng)面:鈣鈦礦等新型反應物材料(制備、結(jie)構、表(biao)征(zheng)、化學反應性、穩(wen)定性);


(2)器(qi)(qi)件(jian)層面:高倍聚光(guang)光(guang)源,10kW太(tai)陽能熱(re)化(hua)學反應器(qi)(qi)樣機,熱(re)效率≥40%(熱(re)質(zhi)傳遞耦合(he)作用機理(li));


(3)系統層面:基于太陽能熱化(hua)學(xue)循(xun)環制燃(ran)料(liao)的多聯產系統拓撲及(ji)優化(hua)方法(fa)。




此外,中科院電工所(suo)在(zai)磁場輔助電解水制(zhi)氫方面也做了探(tan)索(suo)性(xing)研究。



二、清潔供暖


1、技(ji)術路徑與存在(zai)問題


目(mu)前(qian)解(jie)決清潔供(gong)(gong)暖的(de)(de)主要技(ji)術路徑有天然氣分(fen)布(bu)式熱(re)電(dian)聯產(chan)供(gong)(gong)能、多(duo)能源(yuan)(yuan)互補的(de)(de)太陽(yang)能跨季節(jie)供(gong)(gong)熱(re)、低(di)谷電(dian)力(li)蓄(xu)熱(re)供(gong)(gong)熱(re)、各類熱(re)泵供(gong)(gong)暖等。總的(de)(de)來說,上(shang)述技(ji)術在(zai)供(gong)(gong)能模(mo)式遴選、系(xi)(xi)統(tong)集(ji)成(cheng)(cheng)度、系(xi)(xi)統(tong)適宜性(xing)(xing)、熱(re)源(yuan)(yuan)與末端匹配性(xing)(xing)、儲(chu)熱(re)等關(guan)鍵部件基礎研究、系(xi)(xi)統(tong)初投(tou)資或(huo)經濟(ji)性(xing)(xing)、系(xi)(xi)統(tong)調(diao)控(kong)等環節(jie)中的(de)(de)某幾方面尚且(qie)存在(zai)不足(zu)。以多(duo)能源(yuan)(yuan)互補太陽(yang)能跨季節(jie)供(gong)(gong)熱(re)技(ji)術為例,丹麥等發達國(guo)家已經有因(yin)地制宜商業化(hua)運行(xing)的(de)(de)多(duo)個不同的(de)(de)系(xi)(xi)統(tong),具有很好的(de)(de)穩定(ding)性(xing)(xing)和經濟(ji)性(xing)(xing)。國(guo)內在(zai)適合(he)嚴寒寒冷地區(qu)供(gong)(gong)熱(re)的(de)(de)集(ji)熱(re)器、低(di)成(cheng)(cheng)本規(gui)模(mo)化(hua)儲(chu)熱(re)系(xi)(xi)統(tong)設(she)計和建(jian)設(she)、多(duo)能源(yuan)(yuan)互補系(xi)(xi)統(tong)集(ji)成(cheng)(cheng)優化(hua)和調(diao)控(kong)技(ji)術等方面正處于開發示(shi)范階段。



2、儲熱主要類型


由于供熱(re)(re)和用熱(re)(re)都(dou)存(cun)在時空分(fen)布和強度方面都(dou)存(cun)在不匹配的特點,低成本儲熱(re)(re)技(ji)(ji)(ji)術(shu)是(shi)上述清潔供暖系統都(dou)需(xu)要解決(jue)的關鍵(jian)技(ji)(ji)(ji)術(shu)。熱(re)(re)能(neng)(neng)傳輸(shu)與存(cun)儲是(shi)幾乎所(suo)(suo)有(you)能(neng)(neng)源利(li)用技(ji)(ji)(ji)術(shu)中的關鍵(jian)科學(xue)問題,當(dang)前儲熱(re)(re)成本在所(suo)(suo)有(you)規模化儲能(neng)(neng)技(ji)(ji)(ji)術(shu)中最低,全球儲熱(re)(re)市場近(jin)年來以(yi)18.7%的復合增長率迅(xun)速發展。儲熱(re)(re)按技(ji)(ji)(ji)術(shu)原理可以(yi)分(fen)為顯熱(re)(re)儲熱(re)(re)、相變儲熱(re)(re)和熱(re)(re)化學(xue)儲熱(re)(re)三大類(lei)型。



1)顯熱儲熱


(1)技術問題


顯(xian)熱(re)(re)(re)(re)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)包含固體顯(xian)熱(re)(re)(re)(re)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)和液(ye)體顯(xian)熱(re)(re)(re)(re)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)兩(liang)大類。液(ye)體儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)主(zhu)要(yao)(yao)有水、導熱(re)(re)(re)(re)油、熔融鹽等;固體儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)主(zhu)要(yao)(yao)有土壤、砂石、混凝土、金(jin)屬、陶瓷等。顯(xian)熱(re)(re)(re)(re)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)不僅(jin)僅(jin)局限于材(cai)料(liao)密度、比熱(re)(re)(re)(re)和儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)溫度范圍,其共性(xing)科學問題(ti)還包括:在(zai)材(cai)料(liao)方面(mian),需(xu)要(yao)(yao)解(jie)(jie)決材(cai)料(liao)穩定性(xing)、腐蝕性(xing)、提高(gao)導熱(re)(re)(re)(re)系(xi)數(shu)等;在(zai)設(she)備(bei)方面(mian),需(xu)要(yao)(yao)解(jie)(jie)決設(she)備(bei)容量(liang)、結構的(de)優化(hua)以及設(she)備(bei)內部強(qiang)化(hua)換(huan)熱(re)(re)(re)(re)問題(ti);系(xi)統(tong)層面(mian),需(xu)要(yao)(yao)解(jie)(jie)決儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)容量(liang)與(yu)(yu)供熱(re)(re)(re)(re)量(liang)、用(yong)熱(re)(re)(re)(re)量(liang)大的(de)匹配優化(hua)、合理調(diao)度與(yu)(yu)智能化(hua)控(kong)制(zhi)。



(2)研究(jiu)和示范現狀


?國內外已有的(de)研(yan)究均局(ju)限(xian)于圓柱形水箱的(de)散熱和分層問題;


?丹麥已有(you)跨(kua)季節儲(chu)熱項(xiang)目(mu),每個儲(chu)熱池(chi)結構和技術方案(an)均有(you)差異。


(3)難點


?邊坡穩(wen)定性及成(cheng)本約(yue)束(shu)下的(de)water-pit形(xing)狀;


?儲熱效率;


?自然對流抑制;


?斜溫層保持;


?多(duo)參(can)數非均勻非穩態復雜邊界(jie)條件。



(4)中科院電工(gong)所開(kai)展的工(gong)作


近(jin)十幾年(nian)來,中科(ke)院(yuan)電工(gong)所太陽能熱(re)發電技術(shu)團隊對飽和(he)水、導熱(re)油、熔融鹽(yan)、混凝土、陶瓷(ci)等顯熱(re)儲(chu)熱(re)技術(shu)開展了研(yan)究和(he)示范工(gong)作。



此(ci)外,針對規模(mo)化(hua)太陽能(neng)跨季(ji)節供熱(re)技(ji)術(shu),中(zhong)科院電工所開展了(le)基于嚴寒寒冷地區環(huan)境適(shi)應的新型低成(cheng)(cheng)本集熱(re)方(fang)式、大型跨季(ji)節水(shui)體(ti)(ti)儲(chu)熱(re)、多(duo)能(neng)互補集成(cheng)(cheng)和(he)(he)智(zhi)能(neng)化(hua)控制技(ji)術(shu)等方(fang)面的研(yan)究和(he)(he)示范工作。以跨季(ji)節水(shui)體(ti)(ti)儲(chu)熱(re)池(chi)為例:



通過實驗與理(li)論(lun)研(yan)究,獲得了大型跨季節儲熱水(shui)體內溫度分(fen)層(ceng)機制及自(zi)然對(dui)流發展規律,為儲熱水(shui)體結構優(you)化設計(ji)、溫度分(fen)層(ceng)器結構設計(ji)、儲熱系(xi)統運行控制優(you)化提供理(li)論(lun)支(zhi)撐。


2018年(nian)(nian)10月,中科院電工(gong)所研制的(de)一期集熱(re)-儲(chu)熱(re)-供(gong)(gong)熱(re)全系(xi)統熱(re)控平臺--張(zhang)(zhang)家(jia)口黃帝城(cheng)小鎮(zhen)集中型太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)供(gong)(gong)熱(re)示(shi)范系(xi)統建成(cheng)(cheng)運行,在無外界輔助能(neng)源條件(jian)下,為張(zhang)(zhang)家(jia)口市涿鹿縣礬山(shan)鎮(zhen)黃帝城(cheng)小鎮(zhen)達(da)華建國(guo)酒店共計3000㎡-5000㎡的(de)建筑穩定(ding)持續供(gong)(gong)暖,成(cheng)(cheng)功(gong)將多年(nian)(nian)研發的(de)集中型太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)供(gong)(gong)熱(re)技術(shu)推(tui)向示(shi)范應用,系(xi)統出水(shui)溫度(du)達(da)到(dao)90℃要求時,在冬季的(de)熱(re)效率(lv)可達(da)到(dao)50%以上(折算在太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)采光面積上)。涉及(ji)的(de)關鍵部(bu)件(jian)完全使(shi)用中科院自主知(zhi)識產權產品。



2)相變/復合相變儲熱


相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)是(shi)近年(nian)來(lai)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)技術(shu)中的(de)研究(jiu)熱(re)(re)(re)點,主要(yao)利用相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)材料(liao)的(de)潛熱(re)(re)(re)來(lai)實現熱(re)(re)(re)量存儲(chu)(chu)。相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)材料(liao)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)密(mi)度可以達到顯熱(re)(re)(re)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)的(de)2倍,儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)設(she)備結(jie)構更加緊湊,充放(fang)熱(re)(re)(re)溫度接(jie)近等(deng)溫,系統調(diao)控難度小(xiao)。目前主要(yao)開展(zhan)的(de)是(shi)鹽類和金屬合(he)金類的(de)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)體系研究(jiu)與應用。復合(he)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)材料(liao)可以改(gai)善(shan)單純相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)材料(liao)在(zai)結(jie)構成型(xing)差(cha)、高溫腐蝕、導熱(re)(re)(re)系數低等(deng)難題,是(shi)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)技術(shu)研究(jiu)的(de)發(fa)展(zhan)趨勢。


通過與國內外(wai)研究機構和企業合作,中科院電工(gong)所在無機鹽與納米(mi)顆粒、金屬(shu)、多孔陶瓷等復(fu)合材料儲熱技術方面(mian)開展了(le)理論、實(shi)驗和示范研究工(gong)作,技術可推廣應(ying)用到低谷電力蓄熱供(gong)暖(nuan)領域。





3)熱化學儲熱


熱(re)(re)化(hua)學(xue)儲(chu)熱(re)(re)技術是利用可(ke)逆化(hua)學(xue)反應(ying)中的(de)吸熱(re)(re)和(he)放熱(re)(re)過程來實現(xian)能(neng)量的(de)轉換,利用分解產物(wu)實現(xian)熱(re)(re)能(neng)與(yu)化(hua)學(xue)能(neng)到(dao)(dao)存儲(chu)。只要將儲(chu)能(neng)物(wu)質妥善保存,熱(re)(re)化(hua)學(xue)儲(chu)熱(re)(re)可(ke)以實現(xian)無熱(re)(re)損的(de)長(chang)周期(qi)大規模(mo)儲(chu)熱(re)(re),其儲(chu)能(neng)密度可(ke)以達到(dao)(dao)相變儲(chu)熱(re)(re)和(he)顯熱(re)(re)儲(chu)熱(re)(re)的(de)5倍(bei)到(dao)(dao)10倍(bei),極具(ju)開發前景。


目前國內外已(yi)經開(kai)展了7大體系(xi)(xi)、上百種熱(re)(re)化(hua)學反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)研究,均處于試驗研究的(de)(de)不同階(jie)段。其(qi)中(zhong)(zhong)有些(xie)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)體系(xi)(xi)也可以(yi)利用到制(zhi)氫、儲(chu)氫與二氧(yang)化(hua)碳捕捉或(huo)封存等領域。熱(re)(re)化(hua)學儲(chu)熱(re)(re)涉及(ji)多學科交(jiao)叉,主要有:化(hua)學反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)動力學,例(li)如(ru)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)種類的(de)(de)選擇(ze)、反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)物的(de)(de)改(gai)(gai)性、副反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)抑制(zhi)、反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)溫度、反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)速(su)率(lv)以(yi)及(ji)催化(hua)劑的(de)(de)研制(zhi)等;化(hua)工(gong)機(ji)械:反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器設(she)計、反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)過程中(zhong)(zhong)的(de)(de)熱(re)(re)質(zhi)傳遞等;工(gong)程熱(re)(re)物理:流動與傳熱(re)(re)強化(hua)、系(xi)(xi)統熱(re)(re)力學分析;材(cai)料科學:腐蝕(shi)性、相容(rong)性、摻雜改(gai)(gai)性材(cai)料制(zhi)備表征等;系(xi)(xi)統控(kong)制(zhi):系(xi)(xi)統優(you)化(hua)設(she)計、運行調(diao)控(kong)、經濟模(mo)型等。基于氫氧(yang)化(hua)鈣儲(chu)能(neng)密度大,安(an)全(quan)無毒,價格低廉,反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)壓力低,反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)溫度適中(zhong)(zhong)的(de)(de)優(you)點,電(dian)工(gong)所已(yi)經在(zai)氫氧(yang)化(hua)物體系(xi)(xi)開(kai)展研究工(gong)作,旨在(zai)通過材(cai)料改(gai)(gai)性、反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器內部熱(re)(re)質(zhi)傳遞優(you)化(hua)和系(xi)(xi)統設(she)計解(jie)決該技術中(zhong)(zhong)現(xian)有的(de)(de)燒結、腐蝕(shi)和循環壽命方面難(nan)題。




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