新型宽工作温度NaNO₃-KNO₃-Na₂SO₄用于储存太阳能热能的盐

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.
• 可再生能源可再生能源是可再生能源.

背景情况:

• 热能储存 (TES) 的传统太阳能盐在运行温度范围和特定热容量方面存在局限性.
• 这些限制阻碍了太阳能发电系统的效率和适用性.

研究的目的:

• 为增强的TES应用设计和制备一种新型三元欧盐 (TMS).
• 综合TMS的热物理性能进行全面评估,并与商业太阳能盐进行比较.
• 通过分子动力学模拟来研究改善性质背后的分子水平机制.

主要方法:

• 制备和描述一种新型的三元欧盐 (NaNO3-KNO3-Na2SO4).
• 确定关键的热物理性质:点,分解温度,融合热量,密度,粘度,比热容量和体积热能储能容量 (E_TES).
• 使用实验数据和分子动力学 (MD) 模拟,与商业太阳能盐进行比较分析.
• 使用XRD,FTIR,拉曼光谱和SEM进行结构分析.

主要成果:

• 新型TMS的点较低,分解温度明显高于商业太阳能盐,因此使用温度范围更广 (45.43°C更宽).
• 与太阳能盐相比,TMS的平均特异热容量高出9.03% (1.69 J·K−1·g−1),密度和E_TES都更高.
• MD模拟显示,TMS中较强的Na-SO4阴离子-离子相互作用有助于其更高的特异热容量.
• 热稳定性分析显示,在高温下,重量损失相当,这表明它适合用于太阳能发电应用.

结论:

• 新型三元欧特克盐 (TMS) 是商业太阳能盐的有希望的替代品,用于储存热能.
• 其增强的热物理性能,包括更广泛的操作温度范围和更高的特定热容量,提高了TES的效率.
• MD模拟为TMS的优越性能提供了分子层面的见解,支持其对先进太阳能发电系统的潜力.