储能用多孔铝硅酸盐陶瓷基热物性的研究*

官云许，杨启容，何卓亚，刘 亭，王力伟，赵 康

(青岛大学 机电工程学院，山东 青岛 266000)

0 引 言

热能储存(TES)作为一种被广泛研究的技术，具有无穷的潜力，可以通过提高效率来促进可再生能源、化石燃料和核能发电的高效利用，同时使电网兼容性更高。例如，热能储存可以用于集中式太阳能发电(CSP)、核能发电、化石燃料系统发电、地热发电以及风力涡轮机发电在峰值水平运行期间储存过剩能源，减少能源浪费[1-5]。热能储存分为潜热储能[6]和显热储能[7]两种形式，其中潜热储能因其具有较高的储能密度[8]，是最可取的储能方法，在相变过程中温度保持不变，以潜热的形式将能量储存在相变材料中[9]。目前国内外集中式太阳能发电站用来储热的相变材料多为熔融盐中的混合硝酸盐，主要为Hitec熔盐和Solar Salt熔盐[10]。其中Hitec熔盐具有相对较低的熔点，其工作温度为142～535 ℃，熔点为147.2 ℃，分解温度为534.2 ℃，融化潜热为81.14 J/g，平均热导率为0.625 W/(m·K)[11]，其导热率虽然比Solar Salt熔盐导热率0.55 W/(m·K)要高一些，但是相比于单组分硝酸盐和其他相变材料导热率还是较低，在使用时易产生局部过热，因此许多人开始采用各种方法来提高Hitec、Solar Salt等熔盐的导热率和其它热物性。王义豪等[12]采用水法技术制备了熔盐纳米复合材料，研究不同颗粒直径、不同添加量的TiO2对Hitec熔盐比热、导热系数和热稳定性的影响；发现25 nm粒径添加质量分数为0.0625%的TiO2对Hitec熔盐的比热容和导热系数增强效果最佳。武延泽等[13]使用了纳米金属粒子、纳米金属氧化物、纳米碳材料和其他无机纳米材料作为添加剂掺杂到硝酸熔盐体系中进行改性研究。……