通过文献计量分析方法,对混凝土作为热能储存材料进行了具有里程碑意义的回顾。本研究展示了有影响力的文献和当前相关的研究方向。地理来源和重要出版物的识别使我们能够确定该主题的主要作者和研究小组。该方法基于准确定义的查询,由研究中引人注目的关键词组成。提出了两个查询,第一个查询从整体角度看待该主题,而第二个查询特别考虑了混凝土在高温条件下作为 TES 的情况。大部分文献研究都关注混凝土在建筑物中的应用,而太阳能等其他应用则处于落后地位。多年来,人们对使用相变材料 (PCM) 的潜热储存技术产生了浓厚的兴趣,将其应用于混凝土混合物中或以其他形式集成到建筑组件中。尽管该研究领域目前发展迅速,但仍存在一些文献空白和新的研究方向。气候变化缓解、混凝土组件、维护等概念可能是正在进行的举措,需要进一步研究。
热能储存(TES)越来越多地被认为是有效组合热量和功率(CHP),浓缩太阳能(CSP),加热通风和空调(HVAC)的重要组成部分,并在减少峰值需求的同时帮助管理能量的峰值(例如,来自太阳能或风能),并减少峰值需求。潜热热能存储(LHTES)是一个可行的选择,因为它的储能密度很高。从无量纲数字来看,LHTE的参数分析是高度希望作为建模LHTES系统的工具。一种方法是开发模型方程,以最大程度地减少从实验或模拟获得的模型和数据之间的误差。这种方法可以产生适用于其创建数据范围内的准确相关性,但它不能提供对控制设备瞬态行为的限制限制过程的物理理解。在本文中,我们提出了一种替代方法,从第一原理中确定了潜在的限制过程,然后将关键过程确定为时间的函数,作为LHTES设备的费用。例如,在简单的几何形状中,如果热传递速率受相变材料的自然对流限制,则可以预期熔体分数会在及时变化,并且我们以PCM Grashof数为𝐺𝑟1𝑝1𝑝和PCM PRANDTL数字显示为缩放量为𝑃𝑟(1∕3)。另一方面,如果固体PCM的表面积限制了传热速率,则熔体分数会渐近地增加以达到充分的熔化。对于我们的几何形状,发现这约为90%。使用我们的64个模拟的数据库验证了这些线性和渐近区域以及熔体分数曲线的𝐺𝑟1𝑝1∕3𝑝的形状。设计LHTES设备的实际重要性是熔体的部分,在这种熔体中,热传递速率不再受到对流的限制,此后热量存储速率恶化。我们的方法论的一个测试案例显示了我们方法的价值,即根据时间限制物理现象来预测热量储存速率,这是对LHTES设备进行建模的有效方法。
O3 型层状氧化物材料因其较高的容量而被视为最有前途的钠离子电池正极材料之一,然而,它们通常在高度脱钠状态下遭受结构损伤。为了获得稳定/高容量的 O3 型钠离子正极,成功制备了一系列富镍 O3 – Na[Ni x Fe y Mn 1-xy ]O 2 (x ¼ 0.6、0.7 和 0.8) 氧化物正极,并系统地研究了高压下的相变。结合电化学测量和结构表征,在2.0 – 4.2 V的电压范围内证明了Na+插层(脱)过程中从O3到O03、P3、O300相的结构转变。此外,揭示了高压容量衰减的几个原因:1)由于晶体结构中Na+较少导致高压相的热力学不稳定性;2)高压相演变过程中体积变化大,Na+扩散动力学较差;3)正极颗粒表面形成微裂纹和正极-电解质中间相。针对上述问题,我们设定了合理的截止电压4.0 V,避免了O3 00相的形成,减少了电解液的分解,获得了~152 mAh g 1 (~467 Wh kg 1 )的高可逆容量,在0.5C下经过200次循环后,容量保持率高达~84%,表现出了良好的储钠性能。这项研究为高性能富镍O3型钠离子正极的进一步发展提供了结构-性能关系方面的见解。