对YSZ和SiO2-DopedMn-Fe氧化物颗粒的研究,基于用于热化学能量储存的滴落技术
Yan Ma1, Kai Wang1, Sikai Liang1
1School of Energy and Power Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China.
Molecules (Basel, Switzerland)
|May 11, 2024
概括
这项研究通过添加YSZ或SiO2.2,改进了用于热能存储 (TCES) 的Mn-Fe氧化物材料. 兴奋剂增强了再氧化率和循环稳定性,显示了高效能储能系统的潜力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 由于可用性和低成本,铁 (Mn-Fe) 氧化物对热能存储 (TCES) 是有前途的.
- 纯氧化有缓慢的再氧化动力,而TCES系统在循环过程中面临着材料稳定性和机械强度方面的挑战.
研究的目的:
- 为了研究伊特里亚稳定 (YSZ) 和二氧化 (SiO2) 兴奋剂对TCES的Mn-Fe氧化颗粒的影响.
- 评估兴奋剂对抗烧结行为的影响,机械强度和氧化还原反应动力学.
主要方法:
- 使用可扩展滴滴技术制造2毫米的Mn-Fe氧化物颗粒.
- 研究1-20%重量YSZ和SiO2的兴奋剂比率.
- 使用热重力测量分析和超过120个周期的包装式反应堆试验评估氧化还原反应动力学.
主要成果:
- 无论是YSZ还是SiO2剂,都在适当的范围内提高了再氧化率,但降低了减少率和能量储存密度.
- 在循环试验中,兴奋剂稳定了减少/氧化反应速率.
- Si-doped颗粒显示体积膨胀和强度下降,而YSZ-doped颗粒则随着强度的增加而缩小. 由于减少了烧结,1-2%重量Si注显示出最佳性能.
结论:
- YSZ和SiO2兴奋剂可以改善Mn-Fe氧化物材料的周期稳定性和氧化还原动力学,用于TCES.
- 优化的兴奋剂水平 (例如,1-2% Si) 减轻了烧结效应,提高了长期的性能.
- 需要进行进一步的研究,以平衡重新氧化增强与减少率和能量密度的潜在下降.
