使用凝和甲基纤维素对CaCl2进行同时浸和微封装,用于热能存储应用
Suboohi Shervani1, Curtis Strong1, F Handan Tezel2
1Chemical and Biological Engineering, University of Ottawa, Ottawa, ON, Canada.
Scientific reports
|March 27, 2024
概括
这项研究使用凝和甲基纤维素稳定了化 (CaCl2) 用于储存热能. 混合浸和封装方法产生了具有高能量储存密度的稳定复合材料.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 使用湿度吸附的热能存储 (TES) 提供了高能量密度和最小的热损失.
- 盐水合物,如化 (CaCl2),对TES有前途,但存在稳定性问题 (胀,光).
- 稳定CaCl2对于开发实用的TES材料至关重要.
研究的目的:
- 为了稳定化 (CaCl2),提高热能存储性能.
- 通过浸和封装技术合成和描述基于CaCl2的复合材料.
- 评估开发材料的储能能力和稳定性.
主要方法:
- 合成了三种基于CaCl2的复合材料:CaCl2浸的凝,CaCl2封装在甲基纤维素中,以及两者.
- 使用扫描电子显微镜 (SEM) 和Brunauer-Emmett-Teller (BET) 分析进行材料特征分析.
- 通过动态蒸汽吸附 (DVS) 确定了水蒸气吸附异温体,并在实验室规模的装置中测试了热能存储性能.
主要成果:
- 在甲基纤维素中封装的CaCl2浸的凝复合物在三个水化-脱水周期中表现出增强的稳定性,其聚合量最小.
- 这种稳定复合材料实现了241 kWh/m3 (0.87 GJ/m3) 的能量储存密度和630 Wh/kg (2268 kJ/kg) 的特定能量.
- 合成了基于化 (LiCl) 的复合材料,但由于稳定性问题证明不切实际.
结论:
- 同时浸泡到凝和封装在甲基纤维素中有效地稳定了CaCl2用于储存热能.
- 开发的复合材料表现出有希望的稳定性和高储能性能,适合开放的TES系统.
- 这种方法为克服传统盐水合物TES材料的局限性提供了一个可行的解决方案.
