化工儀器網(wǎng)首頁>資訊中心>項(xiàng)目成果>正文

工程熱物理所鈣基熱化學(xué)儲能材料研究取得進(jìn)展
2023年12月14日 11:16:00 來源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點(diǎn)擊量：13553

科研人員采用計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)合方式，通過高通量密度泛函理論計(jì)算篩選，發(fā)現(xiàn)摻雜稀土金屬元素的鈣基熱化學(xué)儲能材料表現(xiàn)出極低的過渡態(tài)反應(yīng)能壘。

　　【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】儲能材料是利用物質(zhì)發(fā)生物理或者化學(xué)變化來儲存能量的功能性材料，它所儲存的能量可以是電能、機(jī)械能、化學(xué)能和熱能，也可以是其他形式的能量。最常見的儲能材料有儲氫合金和用于一次電池(即原電池，放電后不能復(fù)原使用)、二次電池(即蓄電池，放電后可重新充電復(fù)原反復(fù)使用)的材料。
 
　　儲能是利用間歇性和波動性能源的重要支撐技術(shù)。鈣基熱化學(xué)儲能具有儲能密度高、熱損失小、材料廉價(jià)等優(yōu)勢，在工業(yè)余熱回收、太陽能熱儲存、建筑供暖、谷電調(diào)峰等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。制約鈣基熱化學(xué)儲能體系大規(guī)模應(yīng)用的重要因素是材料高溫反應(yīng)易團(tuán)聚和燒結(jié)，造成循環(huán)穩(wěn)定性不足。目前，高性能材料挖掘普遍為經(jīng)驗(yàn)性試錯式開發(fā)，缺乏內(nèi)在規(guī)律的解讀。
 
　　中國科學(xué)院工程熱物理研究所傳熱傳質(zhì)研究中心在高性能鈣基熱化學(xué)儲能材料開發(fā)方面開展了深入研究?？蒲腥藛T采用計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)合方式，通過高通量密度泛函理論計(jì)算篩選，發(fā)現(xiàn)摻雜稀土金屬元素的鈣基熱化學(xué)儲能材料表現(xiàn)出極低的過渡態(tài)反應(yīng)能壘。同時，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了摻雜稀土金屬元素可以將氫氧化鈣的起始反應(yīng)溫度降低50 ℃，提高了材料反應(yīng)動力學(xué)性能。較低的脫水反應(yīng)溫度不僅可以擴(kuò)大材料的適用范圍，而且可以顯著緩解材料的團(tuán)聚和燒結(jié)問題，進(jìn)而提高材料的循環(huán)穩(wěn)定性。
 
　　此外，該研究基于柯肯達(dá)爾效應(yīng)，采用室溫?cái)嚢?、無模板低碳環(huán)保方法制備得到中空結(jié)構(gòu)微納米氧化鈣材料。該材料具有快速二氧化碳吸附速率和較高的循環(huán)穩(wěn)定性，且該材料中的反應(yīng)幾乎不受擴(kuò)散阻力限制。該工作利用生物模板制備得到了具有多級孔結(jié)構(gòu)的鈣基熱化學(xué)儲能材料。該材料具有較好的二氧化碳吸附特性和循環(huán)穩(wěn)定性，20次循環(huán)儲能密度在2000 kJ/kg以上。
 
　　相關(guān)研究成果于近日Remarkable low-temperature dehydration kinetics of rare-earth-ion-doped Ca(OH)2 for thermochemical energy storage發(fā)表在《化學(xué)工程雜志》(Chemical Engineering Journal)上。
 
　　來源： 工程熱物理研究所

 

關(guān)鍵詞

相關(guān)閱讀 Related Reading

查看更多+

  • 中國科大實(shí)現(xiàn)毫秒同步輻射X射線全譜“單次采集”

    這一成果不僅展示了ED-XAFS技術(shù)在捕捉非平衡態(tài)結(jié)構(gòu)研究中的巨大潛力，也凸顯了數(shù)據(jù)驅(qū)動方法在復(fù)雜體系解析中的重要作用。
    2025-01-30 10:53:57

  • 工信部公布2024年實(shí)數(shù)融合典型案例名單 包含數(shù)字化感知和檢測工具等

    此次公布的典型案例涵蓋了數(shù)字領(lǐng)航企業(yè)實(shí)踐、數(shù)字化供應(yīng)鏈生態(tài)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺創(chuàng)新領(lǐng)航應(yīng)用、數(shù)字化轉(zhuǎn)型通用工具產(chǎn)品等四個方向。
    2025-01-30 10:48:25

  • 2024年度綠色制造名單公布

    2024年度新培育國家層面綠色工廠1382家、綠色工業(yè)園區(qū)123家、綠色供應(yīng)鏈管理企業(yè)126家。
    2025-01-24 09:13:19

  • 關(guān)于化工儀器網(wǎng)2025年春節(jié)放假的通知

    化工儀器網(wǎng)2025年春節(jié)放假時間為：2025年01月25日-2025年02月07日，共14天。2月8日（正月十一）正常上班。
    2025-01-24 08:36:09

  • 市場月報(bào) | 高校再次成為采購主力 12月色譜儀中標(biāo)盤點(diǎn)

    據(jù)化工儀器網(wǎng)不完全統(tǒng)計(jì)，2024年12月中國政府采購網(wǎng)上與色譜相關(guān)的詞條共380條，可統(tǒng)計(jì)到的色譜中標(biāo)269套，中標(biāo)金額為1508...
    2025-01-22 11:39:32

  • 安捷倫2024年新品大揭秘：4款創(chuàng)新性產(chǎn)品，科研界的福音

    安捷倫2024年發(fā)布多款令人矚目的儀器新品，為科學(xué)研究和技術(shù)應(yīng)用帶來了新的活力和可能性。
    2025-01-21 17:28:43

版權(quán)與免責(zé)聲明

  • ①凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
  • ②本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
  • ③如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。