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作者:曹纯玉;闫君;赵长颖;
单位:上海交通大学工程热物理研究所;
摘要:热化学储热技术具有储热密度高、可实现季节性储热和长距离运输等优点,CaCO_3/CaO反应体系作为最有前景的热化学储热材料之一,随着储放热循环次数的增加会出现颗粒团聚、烧结等现象,导致材料逐渐失去活性。对此,采用模板法合成了分别掺杂Al_2O_3和CeO_2的复合Ca O材料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和同步热分析仪(STA)等表征测试等手段,研究了材料的微观结构和化学掺杂对复合CaO材料循环稳定性的影响,分析了化学掺杂对复合CaO材料的放热反应温度区间的影响。结果表明:由模板法制备的CaO具有中空纤维状的微观结构,比CaCO_3直接分解得到的CaO的循环稳定性更优;当CaO与Al_2O_3的掺杂摩尔比为100.0:2.5(Ca:Al计)时,复合材料的循环稳定性最佳,经过30次储放热循环后,其有效转化率仅衰减了约7.1%(从0.70到0.65),放热能量密度为2 057 kJ/kg;当CaO与CeO_2的掺杂摩尔比以Ca:Ce计为100.0:10.0时,复合材料的循环稳定性优于CaO;掺杂Al_2O_3会降低CaCO_3/CaO反应体系的放热反应起始温度,而CeO_2会升高放热反应的起始温度。
关键词:热化学储热;;模板法;;材料改性;;循环稳定性;;放热反应温度区间
基金资助:国家重点研发计划项目(2023YFB4005403);; 国家自然科学基金重大项目(52090063);; 上海市科技创新行动计划项目(23DZ1200900)~~