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利用径向流环形反应器实现较低压降的热化学储能
印度班加罗尔 pujari.ankush@iitb.ac.in; rudrodip@nias.res.in; sandip.saha@iitb.ac.in 摘要 - 热化学储能 (TCES) 因其高热能密度和在相当长的时间内可靠的保温而没有显著损失，在季节性储热和空间加热应用中越来越受到关注。盐水合物和潮湿空气基固气反应对已被证明对空间加热特别有用。以电能形式吹过填料床反应器所需的辅助功率是一个重要的考虑因素，因为它取决于系统的各种设计参数。本研究提出了一种径向流环形反应器配置。它显示流动工作要求减少了 65%-80%。需要优化流动方向和流速等参数以获得更好的性能并确保更少的流动工作要求。关键词：热化学储能、径向流、环形反应器、压降。1. 简介
热化学能源存储系统开发利用
引用Møller，K.T。 和Humphries，T.D。 和Berger，A。和Paskevicius，M。和Buckley，C.E。 2021。 使用石灰石的热化学能量存储系统开发。 化学工程杂志的进步。 8。http://doi.org/10.1016/j.ceja.2021.100168引用Møller，K.T。和Humphries，T.D。和Berger，A。和Paskevicius，M。和Buckley，C.E。2021。使用石灰石的热化学能量存储系统开发。化学工程杂志的进步。8。http://doi.org/10.1016/j.ceja.2021.100168
热化学能量存储与综合区热量生产 - 瑞典的案例研究
摘要：使用高温固体循环实施电力充电热化学能量存储（TCE）将通过使可变可再生能源（VRE）的吸收及其转换为可调度的热量和功率来使能源系统受益。使用瑞典案例研究，本文介绍了TCE集成地区供暖（DH）生产的过程，评估其技术适用性，并讨论了一些实际含义和其他实施方案。针对九种特定方案计算了带有铁的氧化还原回路的生物质植物的质量和能量流，这些氧化还原环的质量和能量流是在发电和价格上有所不同的九种特定情况。此外，还研究了两种类型的电解器（低温和高温版本）。结果表明，对于瑞典案件，提出的方案在技术上是可行的，能够通过使用现有的DH植物来覆盖国家DH需求，估计工艺能量效率（电力供热）为90％。结果还表明，对于整个瑞典DH层中的恢复，中间场景所需的铁的库存约为2.8吨，该中间场景分别代表国家储量的0.3％和11.0％，分别为国家行业的年度冶金生产率。除了可调节热量外，该过程还会产生大量的非匹配热量，尤其是对于使用低温电解器的情况。这种增加的生成能力允许该过程覆盖热量需求，同时降低了本文计算的充电侧的最大容量。
热化学储能与区域供热相结合——瑞典案例研究
摘要：利用高温固体循环实施电力热化学储能 (TCES) 将使能源系统受益，因为它能够吸收可变可再生能源 (VRE) 并将其转化为可调度的热能和电能。本文以瑞典为例，介绍了 TCES 综合区域供热 (DH) 生产过程，评估了其技术适用性，并讨论了一些实际意义和其他实施方案。针对九种特定场景计算了装有铁基氧化还原回路的生物质电厂的质量和能量流，这些场景说明了其在可变性和价格不同的发电组合下的运行。此外，还研究了两种电解槽（低温和高温版本）的使用情况。结果表明，对于瑞典而言，所提出的方案在技术上是可行的，能够利用现有的区域供热厂满足全国区域供热需求，估计工艺能源效率（电能转化为热能）为 90%。结果还表明，对于瑞典整个区域供热厂的改造，中间方案所需的铁库存约为 280 万吨，分别占国家储量的 0.3% 和国家工业年冶金产量的 11.0%。除了可调度的热量外，该过程还会产生大量不可调度的热量，尤其是在使用低温电解槽的情况下。增加的发电能力使该过程能够满足热量需求，同时降低本文计算的充电侧最大容量。
基于反应粒子的热化学储能系统用于聚光太阳能热发电（TCES-CSP）
小型研发项目设施的选址、建设、改造、运营和退役；常规实验室操作（如制备化学标准和样品分析）；以及小规模试点项目（通常少于 2 年），通常在示范行动之前进行，以验证概念，前提是建设或改造将在之前被扰乱或开发的区域内或毗邻（活跃的公用设施和当前使用的道路很容易到达）。示范行动不包括在这一类别中，示范行动是指大规模开展的行动，以显示一项技术是否可在更大规模上可行并适合商业部署。B5.15 小规模可再生能源研发和试点项目
利用阳光和空气生成碳质燃料的电化学和热化学途径的比较研究
摘要：对利用阳光和空气生成甲烷 (CH 4 )、甲醇 (MeOH) 和乙醇 (EtOH) 的电化学和热化学方法的太阳能到燃料 (STF) 转化效率进行了比较研究。本文研究的系统级 STF 转化效率同时考虑了转化过程和原料捕获过程。具体来说，在本分析中，假设原料 CO 2 和 H 2 O 是从空气中捕获的。对于热化学转化，考虑了一步和两步方法，包括通过 Sabatier 反应生成 CH 4，以及通过 CO 和 H 2 结合逆水煤气变换反应 (rWGS) 生成甲醇 (MeOH) 和乙醇 (EtOH) 的两步过程。然后将用于生成 CH 4 、MeOH 和 EtOH 的最先进的电化学和混合电化学-热化学过程以及相应的系统级 STF 转化效率与热化学方法进行了比较和对比。还介绍了电化学 CO 2 还原反应的目标过电位和法拉第效率 (FE)，以与不同操作场景中的热化学方法进行比较。关键词：电化学 CO 2 还原、热化学 CO 2 还原、太阳能转化为燃料的效率、碳质燃料、直接空气捕获■ 介绍
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。
太阳能热化学制氢系统及技术经济分析
Co 0.1 Fe 0.9 Al 2 O 4 [28] 174.1 2.08 1,450 < 400 250 Mn 0.5 Fe 0.5 Al 2 O 4 [28] 173.4 1.38 1,450 < 400 340 La 0.6 Sr 0.4 MnO 3 [29] 221.3 3.80 1,400 < 600 650 † CeO 2 [34] 172.1 7.00 ‡ 1,500 ~700 130 分析基线 - 4.00 - - 200 * T TR 和温度波动是近似值，取决于各种系统参数。† 可能实现的生产率。‡ 铈的成本逐年波动很大；选择了中等价格。
大规模热化学能storag的整合
摘要 - 在德国能源市场中可再生能源的电力越来越大，需要存储系统来缩小生产和需求之间的差距。基于CAO和CA（OH）2的可逆反应的热化学存储系统是高温热储能概念最有前途的方法之一。在本文中，开发了一个概念，将大规模的热化学存储系统集成到工业热和发电厂中。在高能源中产生了混合整数线性问题，以对具有和没有存储系统的工业热和发电厂进行经济优化。通过固定CSTR MATLAB模型的输入和输出流的相关性，可以实现存储系统的线性化。在2019年，2030年和2040年的每小时模拟借助能源价格预后证明了使用存储系统运营的经济利益。在2019年，2030年和2040年的每小时模拟借助能源价格预后证明了使用存储系统运营的经济利益。
纸浆和造纸工业产生的粉煤灰作为热化学能源和二氧化碳储存材料的潜在用途
摘要：作为热化学能存储领域研究的一部分，本研究旨在调查奥地利三家不同纸浆和造纸厂的流化床反应器产生的三种粉煤灰样品作为热化学能 (TCES) 和 CO 2 存储材料的潜力。 通过不同的物理和化学分析技术分析了选定的样品，例如 X 射线荧光光谱 (XRF)、X 射线衍射 (XRD)、粒度分布 (PSD)、扫描电子显微镜 (SEM)、电感耦合等离子体原子发射光谱 (ICP-OES) 和不同气氛 (N 2 、CO 2 和 H 2 O/CO 2 ) 下的同步热分析 (STA)。 为了评估环境影响，还进行了浸出试验。 通过 XRF 分析验证了 CaO 作为 TCES 的有希望的候选者的含量，其范围为 25–63% (w/w)。 XRD 结果表明，所有粉煤灰样品中的 CaO 均以游离石灰（3-32%）、方解石（21-29%）和硅酸盐的形式存在。STA 结果表明，所有粉煤灰样品均能满足 TCES 的要求（即充电和放电）。所有样品都进行了三次循环稳定性测试，结果表明在前三个反应循环中转化率有所降低。根据 STA 结果，所检查样品的能量含量高达 504 kJ/kg。在 CO 2 /H 2 O 气氛中，由于这些样品中已经存在游离石灰（CaO），因此在第一次放电步骤中，两种粉煤灰样品可以释放更多的能量（~1090 kJ/kg）。基于直接法和干法，这些粉煤灰样品的 CO 2 储存容量在每吨粉煤灰 18 至 110 kg 之间。浸出试验表明，所有重金属均低于奥地利垃圾填埋条例的限值。可以说，通过 TCES 和 CO 2 封存来增值纸浆和造纸工业的粉煤灰是可行的。然而，仍需进行进一步的研究，例如循环稳定性改进、系统集成和生命周期评估 (LCA)。