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南航大博士生滕亮Energy Storage Material:直接捕獲太陽能的改性CaCO3熱化學儲能材料

發布時間:2019-09-30瀏覽次數:220作者:滕亮 宣益民來源:能源與動力學院供圖:滕亮 責任編輯:王偉審核:崔海濤

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聚光太陽能發電(Concentrated Solar Power,CSP)技術近年來發展十分迅速,這種太陽能利用方式可以克服太陽能固有的間歇性和波動性的特點,通過儲熱可以實現24小時不間斷供電。光熱發電技術不斷升級換代,對儲熱系統的要求也越來越高,傳統的顯熱和潛熱儲熱材料已經難以滿足第三代CSP系統對高溫儲熱(≥700℃)的需求。基于CaCO3熱分解及CaO碳酸化的鈣循環(Calcium Looping, CaL)熱化學儲能系統具有原料來源廣、儲能密度高、儲能時間長、可提高熱能品質等諸多優勢,是一種十分具有競爭力的高溫儲熱方案。但是目前的太陽能驅動的CaL熱化學儲熱系統無法實現太陽能的直接高效轉化與存儲,面臨著太陽能轉化效率和儲熱效率過低的問題。

    

近日,南京航空航天大學能源與動力學院18級博士生滕亮提出了一種基于CaCO3- CaO循環的直接捕獲太陽能、實現高效光熱轉換和儲能的新方法。該方法通過向碳酸鈣前驅體摻入金屬陽離子制備出了一種新型“黑色”碳酸鈣材料,改變了碳酸鈣材料的光譜特性。摻雜改性工藝一方面強化了鈣基材料對太陽光的吸收能力,另一方面還強化了材料的抗結燒性能,使得該材料同時具備良好的循環性能和很高的太陽輻射吸收率。這種通過CaCO3改性實現太陽能CaL直接光熱轉換的策略為第三代CSP提供了一種更為高效的熱化學儲能方法。滕亮和宣益民教授團隊所做的工作以:“Modified Ca-Looping Materials for Directly Capturing Solar Energy andHigh-Temperature Storage”為題目發表在國際頂級能源期刊EnergyStorage Material(CiteScore:15.09)。


太陽能鈣循環熱化學儲熱系統示意圖


樣品儲釋熱循環性能和太陽光譜吸收特性

論文鏈接:

Modified Ca-Looping materials for directlycapturing solar energy and high-temperature storage (https://doi.org/10.1016/j.ensm.2019.09.006)


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