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高温应用的非化学计量氧化还原热化学储能分析
摘要：聚光太阳能能够为不同应用提供高温工艺流。一种有前景的应用是需要 800 ◦ C 以上蒸汽和空气的高温电解过程。为了克服太阳能的间歇性，需要储能。目前，这种温度下的热能主要可以作为显热存储在填料床中。然而，这种存储在几个循环后会损失可用的存储容量。为了改进这种存储，建立了一个使用空气作为传热介质的一维填料床热能存储模型，并用于研究和量化加入钙钛矿类不同热化学材料的好处。钙钛矿经历非化学计量反应延伸，可在更大的温度范围内利用热化学热。考虑了三种不同的钙钛矿：SrFeO 3 、CaMnO 3 和 Ca 0.8 Sr 0.2 MnO 3 。总共 15% 的显热储能被一种钙钛矿取代，并分析了反应材料的不同位置。研究了反应热对 15 次连续充电和放电循环中储能性能和热降解的影响。基于所选的变化和反应材料，储能容量和有用能量容量均有所增加。在储能系统冷入口/出口附近进行部分替换可将总储能容量提高 10.42%。要充分利用热化学材料的优势，合适的操作条件和材料的合适放置至关重要。
集成热化学储能系统的聚光太阳能发电厂的动态建模与仿真
HAL 是一个多学科开放存取档案库，用于存放和传播科学研究文献，无论这些文献是否已出版。这些文献可能来自法国或国外的教学和研究机构，也可能来自公共或私人研究中心。
粒度对热化学储能石灰石多循环钙循环活性的影响
钙循环过程基于 CaCO 3 和 CaO 之间的可逆反应，近年来作为一种有前途的热化学储能系统引起了人们的极大兴趣，该系统可集成到聚光太阳能发电厂 (CaL-CSP) 中。该系统的主要缺点是 CaO 转化不完全及其烧结引起的失活。在本文中，通过使用定义明确且粒度分布较窄的标准石灰石颗粒进行实验性多循环测试，评估了粒度对这些失活机制的影响。结果表明，当在低温氦气中进行煅烧时，CaO 多循环转化主要受益于使用小颗粒。然而，只有对于低于 15 l m 的颗粒，这种增强才显著。另一方面，在高温 CO 2 中煅烧引起的强烈烧结使粒度与多循环性能的相关性降低。最后，SEM 成像表明，在氦气中进行煅烧时，活性丧失的机制主要是孔隙堵塞，而在高温 CO 2 中进行煅烧时，由于烧结导致的表面积大量损失是失活的原因。2019 作者。由 Elsevier BV 代表开罗大学出版。这是一篇根据 CC BY-NC-ND 许可证开放获取的文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。
表征开放模式反应器中的基于Ettringite的热化学储能材料
hal是一个多学科的开放访问档案，用于存款和传播科学研究文件，无论它们是否已发表。这些文件可能来自法国或国外的教学和研究机构，也可能来自公共或私人研究中心。
将新型化学链燃烧反应器集成到热化学储能系统中
本研究分析了备用电源工艺的性能，该工艺使用新型化学循环填料床空气反应器氧化一批还原固体，同时加热高压流动空气。在这种布置中，固体被垂直于主空气流的扩散控制氧气流缓慢氧化，因此对所有反应粒子施加了非常长的氧化时间。由于随着反应的进行，O 2 向未反应的氧载体颗粒扩散的阻力增加，可以预期反应堆的热功率输出会随着时间的推移而衰减。在这项工作中，研究了反应堆和发电厂形成的动态系统的集成，发电厂利用反应堆的可变热输出来发电。评估了不同的案例研究，以实现能源生产的脱碳和可再生能源的储存。在所有情况下，反应堆的最大额定功率输出为 50 MW th，采用铁基或镍基颗粒作为氧载体。壁孔附近的质量和热传递的简化模型允许定义操作窗口和反应堆尺寸。在所选的案例中，每个单反应器在放电模式下运行约 4 – 5 小时（取决于工厂配置），作为备用发电机，将压缩空气流加热至约 1000 ◦ C，能量密度在 816 至 2214 kWh th /m 3 之间。研究了集成在新型化学链燃烧 (CLC) 反应堆中的回热式、蒸汽喷射式和联合循环发电厂架构中的燃气轮机。对于使用单反应器配置并通过有机朗肯循环 (ORC) 底部系统利用余热发电的系统，计算出循环效率高达 49%。还研究了一种更灵活的多反应器配置，以解决放电期间不可避免的功率输出衰减并提供功率输出可控性。当使用 H 2 作为还原气体时，平准化电力成本 (LCOE) 估计与文献中的系统元素相当。在能量充注阶段使用沼气还原固体被发现特别有利，对于使用铁基固体的参考反应器系统，LCOE 值介于 ~ 120 至 175 欧元/兆瓦时之间。如果在还原阶段捕获的 CO 2 被储存起来，这还可以实现负 CO 2 排放。
太阳能驱动的钙环在流化床中用于热化学能量存储
集中太阳能（CSP）和钙环（CAL）之间的整合正在考虑在可再生能源的大股份的角度考虑，以平滑不可匹配的能量输入的可变性。这项研究的范围是通过在适用于CAL-CSP集成的现实过程条件下在流化床中进行专门的实验运动来研究热化学能量储存（TCE）的CAL过程。通过测量沿迭代的钙化/碳化循环的Ca碳化程度，已经评估了基于石灰石的吸附剂的化学失活，这与转换选定阶段的物理化学炭化相关。经过审查的特性是层粒子的分布，块状密度以及床固体的粒径，密度和孔隙率。也评估了能源储能密度的可达到的值。实验运动的一个了不起的发现是在与二氧化硅砂一起加工时，石灰石的显着停用了。在过程温度下，CAO与二氧化硅砂成分的化学相互作用已被仔细检查，以造成反应性CAO对CO 2摄取的损失。颗粒密度数据的后处理以及N 2入口的孔隙法分析以及定量和定性XRD分析，这表明沙/石灰相互作用可促进总和反应性吸附的孔隙率的强烈降低，而反应性则是反应性的。基于密度的分类，用于评估碳化步骤后分离和未转化的石灰石颗粒，以提高过程效率的目的，通过避免通过工厂的未反应颗粒的流循环流循环。为此，在相关过程温度下每个反应步骤后，已经测量了钙化颗粒和碳酸颗粒的最小流体速度。
对盐水合的实验筛选用于建筑物的热化学能量存储b''
Shaneyfelt先生·1998·325所引用 - 所有设备都是在Sandia的微电子中制造的。使用浅层式隔离的半微米CMOS技术中的开发实验室。...
聚光太阳能发电厂钙环热化学储能设计和运行性能图
与聚光太阳能发电厂相关的钙循环热化学储能技术似乎是一种很有前途的技术，因为它有可能增加储存时间和储存材料的能量密度。到目前为止，研究工作主要集中在固定运行模式下不同发电周期的 TCES 的整体效率：白天或夜晚。然而，TCES 永远不会在静止情况下运行，而是会经历不同的运行点，以适应太阳能可用性和发电周期的能源需求。目的是分析在 TCES 系统中涉及的热交换器网络、储罐和反应堆的设计中，在能量存储和释放模式下定义运行点的变量的影响。概念工厂中的设备已建模，考虑了质量平衡中的可变存储/排放分数。结果显示了合适的捕获效率，量化了存储的功率，并定义了运行系统所需的热交换器的大小和性能。推导出每个热交换器的行为及其与发电厂热集成的相关性。其创新之处在于对储罐充电/放电比例的不同组合可能出现的情况的分析。
钙循环用于热化学储能与二氧化碳捕获的技术经济评估
摘要：流化床反应器中 CaCO 3 的循环碳化-煅烧不仅提供了捕获 CO 2 的可能性，而且可以同时用于热化学能量存储 (TCES)，这一特性将在未来发挥重要作用，因为不可调度可变发电（例如风能和太阳能）的份额将不断增加。本文对同时进行 TCES 和 CO 2 捕获的工业规模钙循环 (CaL) 工艺进行了技术经济评估。该工艺假定通过出售可调度电力和向某个附近的排放者提供 CO 2 捕获服务来获利（即不考虑 CO 2 的运输和储存）。因此，该工艺与附近的另外两个设施相连：一个可再生的不可调度能源，用于为储存器充电；一个工厂，用于捕获烟气流中的 CO 2，同时释放储存的 CO 2 并产生可调度的电力。该工艺可以在室温下长期储存而不会产生任何显著的能量损失，本文根据特定边界条件下的给定每日能量输入来确定其尺寸，这些边界条件要求充电部分每天稳定运行 12 小时，而放电部分每天 24 小时提供稳定输出。先计算不同工艺要素的相互耦合质量和能量平衡，然后确定主要工艺设备的尺寸，最后通过文献中广泛使用和验证的成本函数计算该工艺的经济性。通过盈亏平衡电价 (BESP)、回收期 (PBP) 和每吨二氧化碳捕获成本来评估该工艺的经济可行性。本研究不包括可再生能源的成本，但评估了其如果纳入系统对工艺成本的潜在影响。还评估了计算成本对主要工艺和经济参数的敏感性。结果表明，根据最现实的经济预测，不同规模的工厂的 BESP 成本在 141 至 -20 美元/MWh 之间，使用寿命为 20 年。当将同一过程评估为碳捕获设施时，其成本在 45 至 -27 美元/吨 CO 2 捕获之间。流化床反应器的投资成本占计算资本支出的大部分，而提高碳酸化器转化率被认为是降低全球成本的一项重要技术目标。
ChemNODE：一种用于高效计算的神经常微分方程框架
输入：时刻数：S，热化学标量数：N 输入：𝚿∈ℝ 𝑆×𝑁：各个时刻热化学状态的真实解 要求：𝐼 𝑆：一个数值 ODE 求解器，可及时推进 i = 1 到 N 的解 >> 循环遍历所有热化学标量 初始化𝝃 𝑖 >> 初始化第 i 个物种的模型参数