用于燃料和化学商品生产的高温太阳能热化学过程已被研究了几十年,其可行性现已得到证实。然而,工业部署受到限制,主要原因之一是太阳能的易变性阻碍了先验的昼夜连续太阳能过程运行。尽管如此,太阳能间歇性现在在聚光太阳能 (CSP) 电力生产中得到了很好的管理。事实上,高达 600°C 的热存储已被证明,CSP 电力具有基载能力。然而,除了电力之外,供热是工业的主要需求。本文回顾了最近在高温太阳能热化学过程 (>600°C) 连续运行领域发表或获得专利的研究。目前,人们强烈致力于昼夜太阳能过程运行,因为它可以提高此类技术的耐用性、产品质量、效率和经济性。事实上,工业过程主要是连续的,每天的启动和关闭严重限制了太阳能驱动过程的生产能力,这是扩大规模的主要障碍。本文首次对昼夜连续高温太阳能过程进行了回顾和分类。报告的研究成果展示了该领域的巨大创新活动以及迄今为止研究的各种选择。主要成果表明,通过混合或热能储存,可以实现持续供热。
Minh Hoang Nguyen,Simona Bennici。热化学热量存储的最新进展:材料和应用。Mejdi Jeguirim。 可再生能源技术第一版的最新进展,学术出版社,第281-310、2021、978-0-323-91093-4。 10.1016/b978-0-323-91093-4.00008-1。 hal- 03426722Mejdi Jeguirim。可再生能源技术第一版的最新进展,学术出版社,第281-310、2021、978-0-323-91093-4。10.1016/b978-0-323-91093-4.00008-1。hal- 03426722
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面对陪审团,由:Ginestet,Stéphane大学教授,Insa-Toulouse报告员Le-Pierre,Nolwenn大学教授,Savoie Mont Blanc Rapporteur Zondag大学教授,Herbert A.大学,Insa-Lyon论文主任Johannes,Kévyn讲师(HDR),大学论文联合主任Claude Bernard Lyon 1 Horgnies,Matthieu医生,HDR,HDR,HDR,研究工程师,研究工程师,Lafargeholcim Innovation Center /viv>/viv>/viv>/viv>>
摘要 (英文) ................................................................................................................................................................ 1 摘要 (法文) ................................................................................................................................................................ 3 概述 ........................................................................................................................................................................ 5 第 1 章:参考书目 ...................................................................................................................................... 9 1.1. 可再生能源和储能资源的重要性 ...................................................................................................... 11 1.2 为什么选择液流电池 ............................................................................................................................. 18 1.2.1 铁铬液流电池 ............................................................................................................................. 20 1.2.2 溴/多硫化物液流电池 ............................................................................................................. 20 1.2.3 钒/溴 2 液流电池 ............................................................................................................. 21 1.2.4 锌/溴液流电池(混合液流电池) ............................................................................................. 21 1.2.5 锌/铈非水系液流电池(非水系) ................................................ 22 1.2.6 钒/铈氧化还原液流电池。(非水系) ...................................................................... 22 1.3. 为什么所有钒氧化还原液流 ...................................................................................................................... 23 1.4 与钒电解液相关的挑战 ...................................................................................................................... 24 1.4.1 膜 .................................................................................................................................................... 25 1.4.2 电解质 .................................................................................................................................................... 26 1.4.3 电极 .................................................................................................................................................... 27 1.4.3.1 热处理 ............................................................................................................................................. 29 1.4.3.2 化学处理 ............................................................................................................................................. 31 1.4.3.3 金属掺杂 ............................................................................................................................................... 33 1.4.3.4 电化学处理 ...................................................................................................................... 36 1.5 结论 .............................................................................................................................................. 38 第 2 章 通过使用 K 2 Cr 2 O 7 酸性溶液进行化学处理来增强全钒氧化还原液流电池(VRFB)用商业石墨毡的电化学活性 . ............................................................................................................................. 41 2.1 简介 ...................................................................................................................................................... 44 2.2.实验................................................................................................................................................................ 45 2.2.1 材料与化学品 ...................................................................................................................................... 45 2.2.2 电极活化 .............................................................................................................................................. 46 2.2.3 电极特性 ............................................................................................................................................. 46 2.2.4 半电池评估 ............................................................................................................................................. 48 2.3 结果与讨论 ............................................................................................................................................. 49 2.3.1 循环伏安法 (CV) 和处理参数优化 ............................................................................................. 49 2.3.1.1 用 K 2 Cr 2 O 7 溶液活化时温度的影响 ............................................................................. 51 2.3.1.2 用 K 2 Cr 2 O 7 溶液活化时时间的影响 ............................................................................. 52 2.3.1.3 在 140 o C 温度下持续时间的影响 ............................................................................................. 53 2.3.1.4 性能最佳的电极 ................................................................................................................ 54 2.3.2 线性扫描伏安法(LSV) .............................................................................................................. 56 2.3.3 表面特性 ............................................................................................................................. 58 2.3.3.1 扫描电子显微镜(SEM) ............................................................................................. 58 2.3.3.2 傅里叶变换红外光谱(FTIR) ............................................................................. 60 2.3.3.3 线性扫描伏安法(LSV)的表面分析 ............................................................................. 61 2.3.4 吸附位点的测定 ............................................................................................................................................................... 62 2.3.5 润湿性测试 ................................................................................................................................ 65 2.3.6 半电池评估 ................................................................................................................................ 68 2.4. 结论 ................................................................................................................................................ 73
当吸湿盐(MgSO4,xH2O)分布在具有足够的层次化孔隙率的氧化锆陶瓷基质中时,其用于热化学储能的性能可以大大提高。基质材料采用增材制造技术(robocasting)与造孔剂添加和部分烧结相结合的方式制造,以获得三级孔隙率(孔径分布在 3 个十年内,从 200 纳米到 200 微米)。然后通过用水性盐溶液渗透基质材料来获得复合材料。孔隙率使基质材料中储存的盐量及其与水蒸气的可及性最大化,从而产生潜在的高能量密度(高达 420 kWh·m -3 ),而不会在水合/脱水循环中损失效率。
了解相互作用的粒子如何接近热平衡是量子模拟器面临的主要挑战 1,2。要充分释放此类系统以实现这一目标,需要灵活的初始状态准备、精确的时间演化和对最终状态表征的广泛探测。在这里,我们介绍了一个由 69 个超导量子比特组成的量子模拟器,它支持通用量子门和高保真模拟演化,其性能在交叉熵基准实验中超出了经典模拟的范围。与纯模拟模拟器相比,这个混合平台具有更多功能的测量功能,我们利用这些功能揭示了 XY 模型中由粗化引起的 Kibble-Zurek 缩放预测 3 的崩溃,以及经典的 Kosterlitz-Thouless 相变的特征 4。此外,数字门可以实现精确的能量控制,使我们能够研究本征态热化假设 5-7 对本征谱目标部分的影响。我们还展示了成对纠缠二聚体状态的数字制备,并对模拟演化中随后的热化过程中能量和涡度的传输进行了成像。这些结果确立了超导模拟数字量子处理器在多体光谱中制备状态和揭示其热化动力学方面的有效性。
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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。
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