优化热化学能量储存:对含有CaSiO,CaTiO和CaZrO的CaCO3复合材料进行了全面的分析

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
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.

背景情况:

• 随着可再生能源需求的不断增长,需要高效的电池储能系统 (BESS).
• 热电池,包括热化学储能 (TCES),提供可扩展的热储解决方案.
• 碳酸 (CaCO3) 是一种低成本的TCES材料,但其长期循环性需要改进.

研究的目的:

• 研究将CaSiO3,CaTiO3和CaZrO3添加到CaCO3中,以提高TCES特性.
• 评估这些复合材料的反应特性,循环容量和热力学性能.
• 评估开发的TCES材料的成本效益和长期应用潜力.

主要方法:

• 同时差分扫描热度测量和热重度测量分析 (DSC-TGA) 用于循环寿命和热力学.
• 用于精确气体吸附测量的sieverts技术.
• 粉末X射线衍射 (XRD) 和扫描电子显微镜 (SEM) 用于反应路径分析.

主要成果:

• 该CaCO3-CaSiO3复合材料的成本低 (每千瓦每小时1.8美元),但需要颗粒精炼才能长寿.
• CaCO3-CaZrO3系统显示出良好的二氧化碳循环容量保留 (在100个循环中下降16%),但价格昂贵 (每千瓦小时30.9美元).
• CaCO3-CaTiO3系统在100个循环中显示了二氧化碳吸收的17%下降,每千瓦/小时的成本为11.1美元.

结论:

• 基于CaCO3的TCES材料提供了具有成本效益的储能潜力.
• 如果解决粒子稳定性问题,CaCO3-CaSiO3是有前途的候选物.
• 基于CaZrO3和CaTiO3的TCES系统的成本仍然是一个重要的障碍,尽管它们的性能.