反应热

高温固气可逆反应热化学储能的最新进展

摘要：太阳能是一种无限的可再生能源，其开发对于支持用可再生能源替代化石燃料至关重要。太阳能可通过聚光太阳能发电 (CSP) 与热化学能储存 (TCES) 相结合的方式利用，通过可逆固气反应转换和储存聚光太阳能，从而实现全天候运行和连续生产。目前，人们正在研究高效、经济且具有长期耐久性和性能稳定性的高温 TCES 系统。事实上，人们追求的是材料在多次充放电循环中容量损失减少或没有损失的循环稳定性。目前研究的主要热化学系统包括金属氧化物氧化还原对 (MO x / MO x − 1 )、非化学计量钙钛矿 (ABO 3 / ABO 3 − δ )、碱土金属碳酸盐和氢氧化物 (MCO 3 / MO、M(OH) 2 / MO，其中 M = Ca、Sr、Ba)。金属氧化物/钙钛矿可以在开环中以空气作为传热流体运行，而碳酸盐和氢氧化物通常需要闭环操作并储存流体（H 2 O 或 CO 2 ）。天然成分的替代来源也引起了人们的兴趣，例如丰富且低成本的矿石矿物或回收废物。例如，正在研究石灰石和白云石以提供最有前途的系统之一，CaCO 3 / CaO。基于氢氧化物的系统也在取得进展，尽管最近的大多数研究都集中在 Ca(OH) 2 / CaO 上。混合金属氧化物和钙钛矿也是广泛开发和有吸引力的材料，这要归功于它们的工作温度和储能容量的可能调整。材料的形状及其稳定性对于使材料适应其在反应器（例如填料床和流化床反应器）中的集成以及确保商业使用和开发的顺利过渡至关重要。回顾了自 2016 年以来 TCES 系统的最新进展，并特别强调了它们在太阳能过程中的集成以实现连续运行。