如今,热量储能(TES)在高度有效的热能系统的发展中起着至关重要的作用[1]。该主题正在激发对科学界的日益兴趣,在许多情况下,通过借用和使用新的且可实现的方式,在热泵和热驱动系统的领域获得的研究结果[2,3]。适当使用TES系统可以促进可再生能源的有效利用,从而使能源生产与对不连续能源的需求和/或可变负载的需求之间的不匹配。此外,基于吸附或化学反应的特殊类TES系统的特殊类别可以长期存储可再生热量。热化学技术基于两个组件之间发生的可逆反应,并且与基于明智的热量的系统相对于系统存储的能量较高[4]。此外,它可以有效地支持在本地智能电网中可再生能源的操作和集成。证明了这一有趣的功能,在[5]中,作者回顾了有关热化学热化学热量储能系统的理论,实验和数值研究的最新状态,并在功率热应用中使用,重点关注具有可再生能源可为能源提供能源电网提供的可再生能源的应用。作者强调了该技术的优势:灵活性,负载管理,电源质量,连续的电源以及增强可变可再生能源的使用。这些特征被认为是重要的要素,以增加这些存储系统的商业利益。甚至是作者提出了特定的挑战,即存储材料的寿命和稳定性以及高功率加热/热化学系统的高成本,作为提高技术准备水平的方面。热化学TES系统,尤其是基于吸附过程的系统,可以允许设计和实施前所未有的移动应用解决方案。在[6]中,我们通过实验活动证明了紧凑型系统用于移动商业应用冷藏的可行性。在我们的工作中,我们描述了基于两个创新的吸附剂反应器的两种不同类型的冷藏物的实现和测试:一种充满了商业FAM Z02沸石的吸附剂,以及基于铝制多孔结构的复合吸附剂,并具有SAPO-34涂料。专门测试程序的应用允许在冷存储模式下以移动制冷目的表征原型。结果表明,原型可以存储高达580 WH,在放电阶段的平均功率为200至820 W且能量效率为0.3,从而揭示了未来进一步发展的有希望的机会。但是,必须在材料和系统级别进行的适当研究来支持这种未来的发展。例如,解决与吸附剂材料有关的问题或对新类沸石的研究可以支持对更多有效,紧凑和轻量级吸附TE的研究。一系列的机械义务 -为此,[7]的作者提出了一种新型的有机硅-SAPO34复合材料,该复合材料是通过硅氧烷化合物之间脱氢偶联反应激活的霉菌泡沫过程,用于在吸附TES系统中应用。
传统的碳基能源转换和利用方式过于粗暴,给生态循环带来了不可逆转的破坏。对清洁、高效和可再生能源的需求促使政府和研究人员开展研究项目,旨在通过理论和技术上的科学突破,为实现能源可持续性做出贡献。例如,2019年,国家自然科学基金启动了“有序能量转换”(OEC)基础科学中心项目。该项目由西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室郭烈金教授牵头,汇集了中国许多顶尖的能源相关研究团队,特别是在太阳能制氢/燃料领域。为了进一步推进太阳能制氢/燃料领域的研究,《能源光子学杂志》第10卷第2期的这一专题包括了八篇原创研究文章,探讨了太阳能制氢或太阳能制燃料的基础和应用方面。本专题旨在介绍用于光催化、光电化学和光伏太阳能氢/太阳能液体燃料生产的先进纳米材料、器件和集成系统的研究,以及与界面和表面过程和反应机理相关的结果。本专题中有几份报告代表了这些领域。Naixu Li 等人通过合成具有片剂形态的 Ni 掺杂介孔 TiO 2 纳米晶体以及 Ag 助催化剂证明了光催化 CO 2 还原的增强效果。Jiangang Jiang 等人报告了通过两步水热法使用不同的镉前体改进一系列 3-D ZnO/CdS 光电极,从而获得了具有开放多孔形态的 3-D 结构。Yuzhou Jiang 等人研究了混合牺牲剂对两种典型光催化剂(即 gC 3 N 4 和 TiO 2 )的氢释放的影响。张建等报道了具有Z型异质结的Fe 2 O 3 ∕gC 3 N 4 复合材料的优异光催化性能。郭鹏辉等比较了不同暴露面的ZnO的光学性能、表面电荷状态和光催化行为。贾娜娜等研究了不同热解温度对ZIF-67/海藻酸纤维制备的碳纤维涂覆Co@N掺杂多孔碳电催化活性的影响。本部分还介绍了更多应用,包括几篇关于光传输和光热系统研究的报告。张林琪等通过分析不同天气条件下的气溶胶粒子样本,展示了太阳辐射传输和参与介质的特征。白波等报道了一种光热聚甲基倍半硅氧烷-乙烯基三甲氧基硅烷-聚吡咯干凝胶,可通过一锅合成途径高效分离太阳能驱动的粘稠油/水。希望本专题中介绍的文章能够提供一些关于太阳能氢/燃料生产方面的代表性快照,从材料科学到系统工程。
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Wacker是一家全球公司,拥有无数日常用品中最先进的特种化学产品,从瓷砖粘合剂到太阳能电池不等。我们的投资组合包括100多个国家提供的3,200多种产品,总收入为2023年6,402.2 mio€。我们的大多数产品都是基于主要原材料硅金属(冶金级),乙烯,甲醇,乙酸乙烯酯单体(VAM)和特殊的硅烷和Silanes&Siloxanes。我们的主要客户是化学,结构,电气,电子和光伏领域。Wacker的集成全球生产系统由27个生产地点组成,共有16,378名员工。十个地点在欧洲,八个在美洲和亚洲九个地点。该集团的主要生产地点是伯格豪森(德国)。Wacker的主要竞争优势是其位于伯格豪森,纽约市,查尔斯顿和Zhangjiagang的主要生产地点高度集成的材料循环。综合生产的基本原理是将副产品从一个阶段用作生产其他产品的起始材料。在封闭环中将其回收的辅助设备(例如硅烷)被回收。在其他化学过程中使用了一个过程中的废热。集成的生产削减了能源和资源消耗,不止可以改善原材料的使用,并使环境保护成为生产过程的内在组成部分。总的来说,我们每个部门的产品和服务范围在2023年保持不变。在几个应用领域,我们扩展了产品组合。Wacker Silicones是业务部门拥有最广泛产品的业务部门。两种原材料 - 硅金属和甲醇 - 是生产七个产品组的2800多种硅树脂产品的基础:硅烷,硅氧烷,硅胶液,硅酮乳液,硅胶乳液,硅树脂弹性剂,硅树脂和硅树脂。有机硅具有许多化学,机械和触觉特性,可以经过精确调整,并且一次又一次地合并。没有其他合成材料提供这种多功能性和应用范围。有机硅非常耐用,耐心,耐水和抗紫外线。它们在日常应用中与开发创新的新技术一样。Wacker聚合物使最先进的粘合剂和聚合物添加剂(例如可分配聚合物粉末和分散剂)。它们用于多种工业应用或基本化学物质。聚合物粘合剂的主要客户是建筑行业。其他客户包括油漆,涂料,纸和粘合剂行业。Wacker Biosolutions为精细化学品提供定制的生物技术和目录产品。产品包括药物蛋白,疫苗,环糊精,半胱氨酸,乙酸聚乙酸聚氯乙酸固体树脂(用于牙胶)和乙酰丙酮。该部门着重于针对增长领域的特定客户解决方案,例如药物,食品添加剂和农业化学物质。Wacker多硅氧基菌为半导体和太阳能扇区产生高斑多核心。我们的公司气候战略解决了温室气体排放的主要来源。Wackers CO2E排放以电力为主,并购买了用于生产我们产品的原材料。由于我们的工艺被电气超过75%,因此我们对电力的需求约为每年6 TWH,由我们自己的发电厂产生约20%。因此,我们的范围2排放以及范围1的主要部分是由购买或自我生成的能量产生的。在挪威的Wacker站点Holla产生了我们对硅金属需求的大约三分之一。作为硅金属的生产过程,通过使用碳作为还原剂将石英降低至硅的生产过程,此生产过程也对我们的范围1发射产生了重大贡献。通过减少能源生产和硅