太阳能光热发电的储能材料的原理及研究进展
太阳能光热利用技术的研究与开发
太阳能光热利用技术的研究与开发引言太阳能是一种清洁、可再生的能源，具有广泛的应用前景。
其中，太阳能光热利用技术是一种将太阳能转化为热能的方法，被广泛应用于供暖、热水和工业生产等领域。
本文将对太阳能光热利用技术的研究与开发进行详细探讨。
一、太阳能光热利用技术的基本原理太阳能光热利用技术是通过收集太阳辐射能，将其转化为热能。
太阳能热利用系统一般包括太阳能集热器、传热介质、热储罐和辅助热源等组成。
1. 太阳能集热器太阳能集热器是太阳能光热利用系统的关键组件，用来收集太阳辐射能。
目前，常见的太阳能集热器有平板型、真空管型和抛物面型等多种类型。
平板型太阳能集热器由铝板、玻璃面板、铜管和隔热材料等组成，可将太阳辐射能转化为热能。
2. 传热介质传热介质通常是通过循环管道将集热器中的热能传输到热储罐或供暖系统中。
常用的传热介质有水、空气和油等。
水是一种常用的传热介质，具有良好的传热性能和适宜的温度范围，广泛应用于太阳能热水器系统。
3. 热储罐热储罐用于存储集热器中转化的热能，以满足后续使用的需求。
热储罐分为压力式和非压力式两种类型。
压力式热储罐一般采用钢制，能够承受较高的压力，适用于供暖系统等高温高压场景。
非压力式热储罐一般采用玻璃钢或塑料材质，适用于太阳能热水器等低温场景。
4. 辅助热源在太阳能辐射不足或天气恶劣的情况下，为了保证供暖或热水系统的正常运行，需要使用辅助热源提供额外的热能。
常见的辅助热源有电加热器、燃气锅炉和太阳能辅助加热装置等。
二、太阳能光热利用技术的应用领域太阳能光热利用技术具有广泛的应用领域。
以下将对其在供暖、热水和工业生产等领域的应用进行介绍。
1. 供暖系统太阳能光热供暖系统是一种常见的应用方式。
通过太阳能集热器收集太阳辐射能，传输至热储罐中，再通过循环管道将热能传输至供暖系统中。
太阳能供暖系统可以减少能源消耗，降低温室气体排放，具有环保和经济的优势。
2. 热水系统太阳能热水系统是太阳能光热利用技术的另一种常见应用方式。
热能存储材料及其应用研究进展
热能存储材料及其应用研究进展随着全球能源需求的增加，新的可再生能源技术正在得到更多的关注。
然而，可再生能源的使用仍然受到限制，一个主要的原因是能源的不稳定性和间歇性。
因此，热能存储技术作为一种重要的能源存储技术，正在受到越来越多的关注。
本文将介绍热能存储材料及其应用研究进展。
1. 热能存储技术的基本原理热能存储技术是将热能储存到某种媒介中，待需要使用时释放热能。
其基本原理是热量的传递必须保持热流的方向一致，即从高温区域流向低温区域。
储能时，媒介用电或其他方式加热到高温状态，然后当需要释放能量时，将热能源的热能传递给需要使用的地方。
2. 热能存储材料的分类热能存储材料通常可以分为两种类型：相变储热材料和热容储热材料。
相变储热材料是指能够通过相变过程（如熔化、冷凝等）来吸收和释放热量的材料。
热容储热材料是指在一定温度范围内，能够吸收和释放热量的材料。
3. 相变储热材料相变储热材料是一种重要的热能存储材料。
这些材料通常可以通过加热来发生相变，例如从固态向液态转变、从液态向气态转变、从普通固态向有序固态转变等。
相变储热材料的优点在于其潜热较大，储能密度高，且不会因温度变化而引起体积变化。
常见的相变储热材料包括蓖麻油酸（RSM）和氢氧化钠（NaOH）等。
RSM是一种生物基可再生相变储热材料，具有良好的相变温度和热值，从而适合于应用于太阳能热发电系统等多种领域。
NaOH在特定温度范围内从固态转变为液态，其潜热高达44.1 J/g，可以储存大量的热能。
4. 热容储热材料与相变储热材料不同，热容储热材料的热量存储通常不会引起相变。
热容储热材料的优点是其热量存储和释放速度较快，因此在一些短期高温场合中更为适宜。
常用的热容储热材料有石墨烯、陶瓷和金属氧化物等。
石墨烯是一种优秀的热容储热材料，由于其良好的热导率和稳定性，可以在高温场合中储存和释放大量的热量。
此外，陶瓷和金属氧化物也被广泛应用于热能储存系统。
5. 热能存储材料的应用研究进展热能存储材料可以广泛应用于发电、供暖等领域。
光伏发电储能技术及其进展
光伏发电储能技术及其进展 光伏发电是一种利用太阳能直接将光能转化为电能的技术。随着全球对绿色能源的越来越高的关注，光伏发电技术已经成为了最先进、最稳定的一种可再生能源，也是全球范围内得到推广和应用最广的一种技术。
然而，由于光伏发电存在着天气因素和间歇性等问题，所以需要使用储能技术才能更好地利用光伏发电。储能技术是指将能源转化为另一种形式或者保存在电池等设备中，以便日后使用的技术。接下来，我们将讨论储能技术在光伏发电中的应用以及最新进展。
一、储能技术的应用 在光伏发电领域，常见的储能技术包括电池储能、压缩空气储能、超级电容储能、流体储能等技术。
其中，电池储能是最常见的一种，其原理是利用化学反应过程将太阳能转化为电能，并将电能储存在电池中，以便日后使用。目前比较常用的电池储能技术包括铅酸电池、锂离子电池、钠离子电池等。其中，锂离子电池具有高能量密度、长寿命等优点，已经成为了光伏储能的主流技术。
压缩空气储能是一种将太阳能转化为压缩空气能的技术。其原理是在光伏发电过程中，利用电能将空气压缩并储存在储气罐中，夜间或天气恶劣时释放出来转化为电能供应给家庭或企业使用。超级电容储能则是利用电容储存电荷，其充放电速度快、寿命长、安全可靠等优点，被广泛应用于光伏发电系统中。流体储能则是利用液体或气体储存能量，种类较多，如水泵蓄能、液压蓄能、热泵蓄能等。
目前，光伏发电储能技术正在不断改进和完善中。随着技术的进一步发展，储能设备的性能越来越好，价格越来越便宜，使用范围也越来越广泛，给光伏发电产业带来了更加广阔的发展前景。
在电池储能方面，目前正在研发的新型电池材料有很多，如钙钛矿电池、石墨烯电池、锂硫电池等。其中，钙钛矿电池是一种新型太阳能电池，具有高转化效率、稳定性和较低成本等优点，可以大幅度提高光伏发电的效率和性能。
在压缩空气储能方面，新型的压缩空气蓄能技术可以比传统技术更加高效、安全和环保。超级电容储能技术也在不断改进，目前已经具备了高能量密度、长寿命等优点，并在制备过程、电极材料等方面进行了进一步优化。
太阳能光热发电系统的热能储存与释放
太阳能光热发电系统的热能储存与释放
太阳能光热发电系统是一种利用太阳能将光能转换为热能，再将热
能转换为电能的新能源系统。
在太阳能光热发电系统中，热能的储存
与释放是至关重要的环节，它直接影响到系统的稳定运行和持续发电
能力。
一、热能储存技术
1.相变储热材料技术
相变储热材料是一种可以在储热与释放过程中完成相变的材料，其
在储热时吸收大量热量，释放热时则释放相同数量的热量，能够实现
高效的能量转换。
常见的相变储热材料包括蓄热蠕变材料、蓄热蜡等。
2.水储热技术
水是一种廉价易得的储热介质，其热容量较大，在光热发电系统中
广泛应用。
通过将水加热至高温后进行储存，再通过传热系统释放热能，可以实现热能的高效储存与释放。
二、热能释放技术
1.热能转换
热能转换是将储存的热能通过传热系统转换为电能的过程，常用的
转换方式包括蒸汽轮机发电、燃气轮机发电等，可以高效地实现热能
的利用。
2.热能回收
热能回收是将光热发电系统产生的余热进行回收利用的技术，通过余热交换器等设备将余热回收到燃气轮机等系统中，提高系统的能量利用率，减少能源浪费。
综上所述，太阳能光热发电系统的热能储存与释放技术是保障系统高效运行的关键环节。
研究和应用先进的热能储存与释放技术，不仅可以提高系统的能源利用效率，还可以降低系统运行成本，推动太阳能光热发电技术的发展和应用。
随着技术的不断进步，相信太阳能光热发电系统将在未来发挥更为重要的作用，为人类的能源问题提供可持续解决方案。
太阳能光热发电的储能材料
太阳能光热发电的储能材料发布时间：2022-12-05T07:10:09.835Z 来源：《福光技术》2022年23期作者：李宝印李银筝[导读] 太阳能光热发电是一种优良的利用太阳能发电的方式，但是其严重受制于天气状况。
华能酒泉发电有限公司甘肃省酒泉市 735000摘要：太阳能光热发电是一种优良的利用太阳能发电的方式，但是其严重受制于天气状况。
为保证太阳能光热发电厂能够持续不间断地发电，需要储存多余的太阳能。
因此储能技术是太阳能光热发电中关键的一环。
现在太阳能光热发电厂中所使用的储能材料主要有显热储能材料、潜热储能材料及化学储能材料。
下午将对其进行分析。
关键词：太阳能；光热发电；储能材料1太阳能光热发电太阳能光热发电是指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。
太阳能光热发电技术，避免了昂贵的硅晶光电转换工艺，可以大大降低太阳能发电的成本。
而且，这种形式的太阳能利用还有一个其他形式的太阳能转换所无法比拟的优势，即太阳能所烧热的传热介质可以储存在巨大的容器中，在太阳落山后几个小时仍然能够带动汽轮发电。
2太阳能光热发电的储能材料2.1潜热储能材料潜热储能又称作相变储能。
潜热储能技术利用潜热储能材料在相变（即凝固、融化、凝华、升华、凝结和气化等）过程中释放与吸收的热量来实现能量的储存。
潜热储能材料分为低温相变材料（冰、石蜡等）和高温相变材料（金属、合金、高温熔化盐类及混合盐类等），潜热储能材料能量密度较高，并且在相变过程中近似恒温。
因此，潜热储能技术装置简便、设计灵活、体积小、使用方便且易于管理。
孙建强等通过差示扫描量热（DSC）分析技术测定了作为潜热储蓄材料的Al34％Mg6%Zn合金的热性能，并研究了此合金在长期的储热放热过程中对容器材料的腐蚀。
该腐蚀试验选取了碳钢（C20）与不锈钢（SS304L）作为容器材料。
1000次热循环（凝固和熔融）的腐蚀实验中，分析了上述两种材料试样失重（mg/cm2）和腐蚀速率（mg/day）的热重，以及对显微组织结构的金相研究。
光热发电技术研究进展与应用分析
光热发电技术研究进展与应用分析近年来，随着对可再生能源需求的不断增加，光热发电技术作为一种潜力巨大的清洁能源解决方案备受研究者们的关注。
本文将对光热发电技术的研究进展和应用进行深入分析。
一、光热发电技术概述光热发电技术，也被称为集中式太阳能发电技术，是利用太阳能将光能转化为热能，再将热能转化为电能的一种发电方式。
光热发电技术集中反射和聚集太阳光，将其转化为高温热能，进而带动液体工质循环驱动涡轮机产生电能。
该技术具有高效、可持续、环保等诸多优点。
二、光热发电技术的研究进展1. 系统效率的提升随着科技的不断进步，光热发电技术的系统效率不断提高。
传统的光热发电系统利用平面镜或反射器将阳光聚焦在一个集热管上，这种方式存在供能不稳定和光吸收效果不佳的问题。
现代的光热发电系统采用了更先进的折射镜和热电转换材料，大大提高了系统的效率。
2. 高温储热技术的应用光热发电技术中的一个关键环节是热能的储存。
传统的光热发电系统通常将热能储存在蓄热剂中，但由于蓄热剂的温度上限限制了系统的效率。
近年来，研究者们开始探索高温储热技术的应用，例如采用相变材料和化学反应储热技术，使得光热发电系统可以在更高温度下工作，从而提高发电效率。
3. 光热发电技术与其他能源技术的结合为了进一步提高光热发电技术的效率和可靠性，研究者们开始将光热发电技术与其他能源技术结合起来。
例如，结合光伏发电技术可以使光热发电系统在不同光照条件下仍能稳定发电；结合传统火力发电技术可以实现连续供能；结合储能技术可以解决光热发电系统在晚上或阴天的发电问题。
三、光热发电技术的应用分析1. 电力领域光热发电技术在电力领域的应用潜力巨大。
光热发电系统可以灵活配置，适应不同规模的电力需求。
在一些发电需求较大的地区，光热发电系统可以作为主要的电力供应方式，为当地居民提供清洁可靠的电力。
2. 工业领域工业领域对电力需求较大，光热发电技术可以在一定程度上满足这些需求。
光热发电系统可以用于工业生产中的热能需求，以及驱动机械设备。
太阳能发电及存储技术研究与应用
太阳能发电及存储技术研究与应用近年来，随着全球变暖和环境污染的日益恶化，人们开始意识到不能依赖传统能源，寻求替代能源的方法变得尤为重要。
太阳能是一种无污染的能源，不断地在引起人们的关注。
太阳能发电和存储技术的研究和应用，成为了这个时代的重要课题。
一、太阳能发电太阳能发电，指利用光电效应，将太阳能转化为电能的过程。
主要包括光伏发电和光热发电。
光伏发电是通过太阳能电池将太阳能直接转化为电能，是目前应用较为广泛的太阳能发电方式。
光热发电则是将太阳能转化为热能，再利用热能发电。
光伏发电技术已经经历了数十年的发展和应用，现在已经成为了一种成熟的技术。
太阳能电池已经被广泛应用在卫星、航空航天、照明、通讯等领域。
在能源领域，光伏发电的应用也越来越广泛，太阳能光伏电站已经成为一种新型的电力供应方式。
二、太阳能存储技术由于太阳能发电需要受制于天气条件，如果没有有效的存储技术，太阳能发电将难以成为一种可靠的能源供应方式。
目前太阳能电池板的效率虽然不断提高，但是太阳能发电的存储技术还比较薄弱，需要在较大范围内进行更深入的研究和应用。
太阳能发电的存储技术主要有两种方法：电池存储和热能存储。
电池储能是指将太阳能发电转化为电能，然后通过电池实现存储。
目前，锂离子电池、铅酸电池、钠硫电池等都被用来作为存储太阳能的电池。
热能储能则是指通过集热器捕获太阳能，将其转化为热能，然后通过储热器将其保存下来。
三、太阳能发电与存储技术的发展现状目前，太阳能发电和存储技术在全球范围内都得到了广泛的研究和应用。
在发达国家和地区，如欧洲、美洲和亚太地区的部分国家和地区，太阳能发电已经成为了一种重要的清洁能源供应方式。
其中，德国、丹麦、荷兰等国已经实现了太阳能光伏发电的大规模应用，同时在太阳能存储方面也进行了许多的研究和实践。
中国是近年来太阳能发电和存储技术发展最快的国家之一。
近年来，随着中国政府大力推动清洁能源的应用，太阳能发电已经成为国内的一个重要领域。
太阳能热发电技术的研究与开发
太阳能热发电技术的研究与开发太阳是地球上最重要的一颗天体，也是我们能够利用的最重要的能源来源之一。
利用太阳能的方式也有多种多样，其中太阳能热发电技术是一种可持续、可再生、无害、能源密度高、使用成本低廉的太阳能利用方式，受到越来越多人的关注。
下文将从热发电技术的原理、现状和研制方向三个方面来探讨太阳能热发电技术。
热发电技术的原理太阳能热发电技术是利用太阳辐射热的原理进行能源转换的技术。
它的基本原理是：太阳辐射照射在吸热面上，集中器将太阳能聚集并集中在吸热面上，从而使吸热面温度升高，产生高温的热能源。
太阳能热发电技术以太阳能热能驱动热发电机，将太阳能转换为电能。
基本的热发电系统由两部分组成：一个是太阳能收集系统，另一个则是热发电系统。
在太阳能收集系统中，太阳能通过集光器被收集并转化为热能，而在热发电系统中，热能被利用并被转化为电能。
从物理过程上来看，太阳能热发电技术是一种典型的热力循环，其中蒸汽发生器、蒸汽涡轮和发电机构成了发电单元。
太阳能热发电技术现状目前，全球有多个国家都在积极开展太阳能热发电技术的研究和应用工作，其中最为出色的有美国、柯西诺、西班牙、印度和中国等。
这些国家不仅拥有多个太阳能热发电站，而且在技术发展上取得了许多进展。
在美国，太阳能热发电技术的应用和发展仍处于初期阶段，在零星的试验和应用阶段，重点进行的是技术研究方面的探索，如太阳能站点选址、热流体的传输、集光器和蓄热系统的改进等。
在西班牙，太阳能热发电技术的发展已经进入了规模化和产业化阶段，被广泛应用于电力生产。
西班牙现有的太阳能热发电站已经具备了商业化的水平，而且在固定成本、系统稳定性和电力性价比等方面均表现相当优秀。
在印度，太阳能热发电技术同样被视为重要的能源发展战略之一。
印度的太阳能热发电站主要采用的是中温热发电技术，太阳能热发电站的出力已经达到了数十兆瓦的水平，而且还有一些大型的示范太阳能热发电站正在建设中。
在中国，太阳能热发电技术的研究和发展具有迅猛的发展势头，在政府和社会的大力支持下，中国已经连续多年位居全球首位的太阳能光电领域，同时太阳能热发电技术也正在不断积极地推进。
太阳能热发电技术的研究进展
太阳能热发电技术的研究进展太阳能是一种可再生能源，而太阳能热发电技术是其中一种重要的利用方式。
它是通过利用太阳能辐射热，产生高温热能驱动发电机组发电的过程。
本文将介绍太阳能热发电技术的研究进展。
一、太阳能热发电的原理太阳能热发电分为两个主要过程：一是太阳能热辐射吸收，将太阳能转化为热能，实现高温热能的储存；二是通过高温热能，利用适宜的工质，使发电机组发电。
目前市场上分别有两种主流太阳能热发电技术：一种是塔式太阳能热发电技术，另一种是槽式太阳能热发电技术。
二、塔式塔式太阳能热发电系统是指将一些镜子或反光面对准一座塔，集中太阳的热能汇聚到一个点上，采用特定的工质，然后将热能转化为电能。
目前，塔式太阳能热发电技术已经逐渐走向成熟。
1、集中式塔式太阳能热发电技术集中式塔式太阳能热发电系统是通过将很多镜子（如平板和菱形）放置在地面上，反光面对准一个三角柱或圆形塔，将太阳的辐射能汇聚到正塔架上的接收器上，来完成高温热能的获取。
常用的接收器有空气接收器和流体接收器。
2、分布式塔式太阳能热发电技术分布式塔式太阳能热发电技术是通过将反光面转换成薄膜太阳能电池进行集中充电，然后将能量分散到具有不同角度的发电池上，并使用红外测温仪等设备监视热能的流动。
三、槽式槽式太阳能热发电系统也被称为垂直沿直线镜式太阳能热发电系统。
它采用特殊的平板辐射器，使进入平板的平行太阳辐射能线转换为垂直辐射能线，来实现高效采集太阳辐射能并产生高温热能，推动对应的涡轮机驱动发电机进行发电。
1、平板辐射器发展现状平板辐射器是槽式太阳能热发电系统的核心组件。
平板辐射器的设计和制造对槽式太阳能热发电技术的发展，具有重要的推进作用。
目前，其主要发展方向有：1）平板辐射器材料的改进；2）平板辐射器材料的控制；3）拆分板化研究。
2、涡轮机组发展现状涡轮机组是槽式太阳能热发电系统的发电机，其制造对槽式太阳能热发电技术的发展也具有重要的推进作用。
目前，其主要发展方向有：1）涡轮机组的高效；2）涡轮机组的多位制；3）涡轮机组的耐用性。
太阳能光电、光热转换材料的研究现状与进展
太阳能光电、光热转换材料的研究现状与进展一、本文概述随着全球能源危机和环境问题的日益严重，太阳能作为一种清洁、可再生的能源，其开发利用已成为全球关注的焦点。
太阳能光电、光热转换材料作为太阳能利用的核心技术之一，其研究现状与进展对于推动太阳能产业的发展具有重要意义。
本文旨在全面梳理太阳能光电、光热转换材料的研究现状，分析当前的研究热点和难点，展望未来的发展趋势，以期为推动太阳能产业的可持续发展提供理论支持和实践指导。
本文将回顾太阳能光电、光热转换材料的发展历程，介绍其基本原理和分类，为后续的研究现状分析和进展讨论奠定基础。
重点分析太阳能光电转换材料，包括硅基材料、薄膜材料、钙钛矿材料等的研究现状，探讨其性能优化、成本降低以及产业化应用等方面的进展。
同时，对太阳能光热转换材料，如选择性吸收涂层、光热转换液体等的研究现状进行梳理，分析其在提高光热转换效率、稳定性以及应用领域拓展等方面的研究成果。
在此基础上，本文将深入探讨太阳能光电、光热转换材料研究中存在的问题和挑战，如材料性能瓶颈、制备工艺复杂、成本高昂等，并提出相应的解决策略和发展方向。
展望太阳能光电、光热转换材料的未来发展趋势，预测其在提高光电转换效率、降低成本、拓宽应用领域等方面的潜在突破，为太阳能产业的可持续发展提供新的动力。
通过本文的综述，旨在为读者提供一个全面、深入的太阳能光电、光热转换材料研究现状与进展的认识，为相关领域的研究人员和企业决策者提供有益的参考和借鉴。
二、太阳能光电转换材料太阳能光电转换材料是能够将太阳光直接转化为电能的材料，主要包括硅基材料、多元化合物薄膜材料、有机和聚合物材料以及染料敏化太阳能电池材料等。
随着全球对可再生能源需求的不断增长，太阳能光电转换材料的研究与应用日益受到重视。
硅基材料作为目前最成熟、应用最广泛的光电转换材料，经历了从单晶硅到多晶硅、再到薄膜硅的发展过程。
单晶硅太阳能电池转换效率高，但成本较高；多晶硅和薄膜硅则具有较低的成本和较好的应用前景。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
科技创新Technological progress
I
·34·中国高新科技 2019年第41期
太阳能光热发电的储能材料的原理及研究进展
摘要：太阳能光热发电作为新能源发电的一种形式，具有环保、高效等优点，但是发电受制于天气情况。为保证太阳能光热发电的连续性，研究光热发电的储能材料意义重大。文章主要叙述3种光热发电储能技术的原理及代表材料，梳理相关的研究进展，并对其作出对比，以期为太阳能光热发电的储能研究作出贡献。关键词：太阳能光热发电；储能材料；研究进展文章编号：2096-4137（2019）05-034-03 DOI：10.13535/j.cnki.10-1507/n.2019.05.07
■ 文／刘同同
0 引言目前中国主要使用煤炭发电，然而煤炭的使用产生了大量二氧化硫、二氧化碳等气体，严重影响了生态环境。煤炭的开采还使部分地区出现地面塌陷的情况，煤炭储量也日趋减少，寻找新的环保能源迫在眉睫。太阳能属于纯天然、无污染的能源，且源源不断容易获得，大力发展太阳能十分必要。太阳能光热发电是一种优良的利用太阳能发电的方式，但是其严重受制于天气状况。为保证太阳能光热发电厂能够持续不间断地发电，需要储存多余的太阳能。因此储能技术是太阳能光热发电中关键的一环。现在太阳能光热发电厂中所使用的储能材料有3种：显热储能材料、潜热储能材料及化学储能材料。储能材料需要具备良好的导热性、可操作性、可逆性及较高的导热系数与储能密度。本文主要研究此3种储能材料的研究进展，为太阳能光热发电的储能技术提供参考。1 显热储能材料1.1 基本原理显热储能技术——一种通过储能材料与其他物质直接或间接接触导致温度变化来完成热量的吸收与释放，进而实现储存能量的技术。显热储能技术所需的材料容易获取，成本低廉，相对其他储能技术较为简单且成熟。显热储能材料分为液体材料与固体材料。常见的液体显热储能材料有熔融盐、水和导热油等；固体显热储能材料有岩石、石英砂和混凝土等。1.2 研究进展1.2.1 熔融盐廖敏等制备Na2CO3-KNO3新型熔盐，通过静态熔融的方法制得，并添加氯化钾、碳酸钾等高熔点材料对熔融盐进行改性。研究显示经过改性的碳酸盐熔点数值较好，相变潜热数值较大，在850℃以下热稳定性良好。尹辉斌等对Na2CO3-K2CO3二元熔盐体系进行改性，通过静态熔融法制备混合碳酸熔盐，对高温静态、蓄、放热循环下的热稳定性进行了研究，并且对相变潜热高温密度和粘度、碳酸熔盐的熔点等热物性进行了表征分析。研究表明，C12（NaCO3:K2CO3:AXn=1:1.406:0.9967）和D04（Na2CO3:K2CO3:CZn=1:1:0.7294）这两种熔盐体系处于800℃以下的环境时具有优良的稳定性。C12的最佳工作温度范围是600℃~800℃，D04的最佳工作温度范围是450℃~800℃。该种二元熔盐体系具有比热大、熔点大、相变潜热大及黏度小等优势，不但提高了碳酸熔盐的传热性能，还将其工作的温度范围从699℃~800℃扩大到400℃~800℃，使其满足了在高温热利用技术领域方面，对传、蓄热材料性能的要求。胡宝华等将氯化钠无水氯化钙作为原料，制出了熔点是86.85J/g的混合熔盐，该种混合熔盐具有持续高温与高低温热循环稳定性，在高温传热蓄热介质上，使用温度范围为550℃~800℃，满足了太阳能超临界发电方面的温度要求。Yu等制备了亚硝酸钠、硝酸钾、硝酸锂和硝酸钠组合而成的四元混合硝酸盐，其最佳操作温度范围为250℃~550℃。1.2.2 导热油刘天祥等将二苯基二氯硅烷与辛基格试剂进行选择性反应，再通过水解和分子间脱水反应产生1，3－二辛基1，1，3，3－四苯基二硅氧烷（OPDS）。利用核磁共振等方式表征了其结构。对OPDS进行测
3月上发网站6.indd 342019/4/23 17:41:28科技创新Technological progressI
·35·中国高新科技 2019年第41期
试后，实验说明此合成方式具有以下优点：高反应产率、简单的反应工艺、产物提纯方便、合成OPDS过程高效，并且该实验所产生的OPDS具有以下特点：①传统的导热油的热学性质，而且比传统硅油的快速氧化温度有所提升，不易在高温下发生凝胶化；②与传统硅油相比黏度较低，流动性更强；③OPDS的沸点＞580℃，闪点＞280℃，燃点＞300℃，即具有较高的耐热性能，能够长期在高热条件下使用。该实验目前已成功应用于生产中，希望可以将该实验合成的OPDS用作耐高温介质油的使用，为国内填补耐高温导热油市场的空白献出力量。刘腾跃等通过旋转黏度计对制备出的稳定性良好的SiO2-导热油纳米流体的黏度进行了测量，并且对纳米颗粒体积分数、温度及旋转黏度计转速对纳米流体黏度的影响做了研究。实验显示，随着纳米SiO2体积分数的增加，纳米流体的黏度值也随之增加，并且纳米流体从牛顿流体逐渐变成非牛顿流体；温度对于纳米流体黏度的影响则是纳米流体的黏度随温度升高而迅速减小。
2 潜热储能材料2.1 基本原理潜热储能又称作相变储能。潜热储能技术利用潜热储能材料在相变（即凝固、融化、凝华、升华、凝结和气化等）过程中释放与吸收的热量来实现能量的储存。潜热储能材料分为低温相变材料（冰、石蜡等）和高温相变材料（金属、合金、高温熔化盐类及混合盐类等），潜热储能材料能量密度较高，并且在相变过程中近似恒温。因此，潜热储能技术装置简便、设计灵活、体积小、使用方便且易于管理。潜热储能技术所具备的各种条件十分有利，是三类储能技术中最具发展前景的一类。2.2 研究进展孙建强等通过差示扫描量热（DSC）分析技术测定了作为潜热储蓄材料的Al 34％Mg 6%Zn合金的热性能，并研究了此合金在长期的储热放热过程中对容器材料的腐蚀。该腐蚀试验选取了碳钢（C20）与不锈钢（SS304L）作为容器材料。1000次热循环（凝固和熔融）的腐蚀实验中，分析了上述两种材料试样失重（mg/cm2）和腐蚀速率（mg/day）的热重，以及对显微组织结构的金相研究。研究表明，在长期的储能应用中，SS304L钢与C20钢相比，更能与此合金相容，
并且讨论了对于热循环过程，SS304L与C20钢上产生腐蚀产物的机理与过程。程晓敏等制备基于Al-Si-Cu-Mg-Zn合金的20种高温相变储能材料，通过综合热分析技术研究该材料的储热性能。差示扫描量热测试的结果显示，制备的Al-Si-Cu-Mg-Zn合金相变的温度范围为440℃~650℃，测量出的总储热量全部高于1800J•cm-3，这些特点可供
太阳能热发电高温储热系统来选择应用。刘靖等以Al-Si合金为相变储能材料，通过使用差示扫描量热仪研究了Al、Si不同配比的Al-Si合金的相变潜热与相变温度，对该合金的热稳定性做了进一步的分析。
3 化学储能材料3.1 基本原理化学储能是通过化学储能材料相接触时发生化学反应，而产生化学能与热能的转换来储存能量。化学储能技术高能量、高密度，储能密度一般高于显热储能与潜热储能。化学储能可以通过催化剂或产物分离等方法达到长期储存的效果，但真正应用时会存在投资大、整体效率低、技术复杂等缺点。因为种种限制，化学储能技术至今还没有得到广泛地应用。3.2 研究进展陈源等通过观察固定床反应器内CH4-CO2重整热化学储能的过程，研究了CH4/CO2摩尔比、反应物流量和加热温度等对化学储能的影响。结果显示：①CH4-CO2重整反应的选择性、甲烷转化率及化学储能效率随加热温度的升高而提高，但温度的升高会引起反应器轴向温差随之升高，不利于反应器运行的稳定；②甲烷转化率随反应物流速增大而降低，从而化学储能效率得到提高，但效率的提高存在限制；③二氧化碳含量的提高对甲烷转化率的提高有力，对化学储能效率的提高有不好的影响；④在反应器尺寸和催化剂粒径较大的情况下，CH4-CO2重整反应甲烷转化率会下降。鲍泽威等构建了一个金属氢化物蓄热系统的数学模型，该模型由储氢反应器与蓄热反应器组成。研究结果显示，热源温度的变化对于系统性能的影响十分强烈。吴娟等分析了化学储能体系的研究进展，总结了现存问题，并且通过化学储能在实际应用中的技术经济问题，指出了化学储能技术未来的研究方向。
3月上发网站6.indd 352019/4/23 17:41:28科技创新Technological progress
I
·36·中国高新科技 2019年第41期
着重解决这一缺点。可能的解决办法有两个：①探寻合适的添加介质，使熔融盐的腐蚀性降低；②优化熔融盐的运输管道和存储容器，使其抗腐蚀性更强。潜热储能则需要采用复合材料来解决使用单一材料的弊端，也是目前潜热储能的发展方向。而现今技术对化学储能所需条件还不能充分满足，一次性成本很高，今后会向低成本的储能材料方向发展，会大力探寻反应高效、价格低廉的化学介质，因此化学储能材料具有非常大的发展空间。此外，开发应用温度范围更广的太阳能光热发电的储能材料也是未来太阳能光热发电储能材料的重要方向。参考文献[1]赵倩，王俊勃，宋宇宽，等．熔融盐高储热材料的研究进展[J]．无机盐工业，2014，46（11）：5．[2]胡宝华，丁静，魏小兰，等．高温熔盐的热物性测试及热稳定性分析[J]．无机盐丁业，2010，40（1）：22-24．[3]吴玉庭，任楠，刘斌，等．熔融盐传热蓄热及其在太阳能热发电中的应用[J]．新材料产业，2012（7）：20-26．[4]刘天洋，曹志伟，樊星，等．新型耐高温高闪点导热油—1,3-二辛基1,1,3,3-四苯基二硅氧烷的合成[J]．化工新型材料，2014（2）：83-85．[5]刘腾跃，胡芃，钱辉，等．SiO2--导热油纳米流体的黏度研究[J]．工程热物理学报，2016，37（1）：25-29．[6]孙建强，张仁元，钟润萍．Al-34%Mg-6%Zn合金储热性能和液态腐蚀性实验研究[J]．腐蚀与防护，2006，27（4）：163-167．[7]程晓敏，董静，吴兴文，等．Al-Si-Cu-Mg-Zn合金的高温相变储热性能研究[J]．金属热处理，2010，35（3）：13-16．[8]刘靖，王馨，曾大本，等．高温相变材料Al-Si合金选择及其与金属容器相容性实验研究[J]．太阳能学报，2006，27（1）：36-40．[9]陈源，丁静，陆建峰，等．甲烷二氧化碳重整热化学储能实验研究[J]．工程热物理学报，2014（8）：1591-1594．[10]鲍泽威，杨福胜，张早校．金属氢化物高温蓄热系统的数值模拟研究[C]．全国储能科学与技术大会，2014．[11]吴娟，龙新峰．太阳能热化学储能研究进展[J]．化工进展，2014，33（12）：3238-3245．（西安高新唐南中学）4 总结与展望4.1 总结中国目前的主要发电体系对环境的影响十分严重，因此亟待开发利用更为环保的能源。太阳能是新能源之一。但是太阳能发电受限于天气情况的变化，所以太阳能储能技术的发展极为关键。本文研究了3种太阳能储能材料，显热储能材料、潜热储能材料与化学储能材料的研究进展，为太阳能储能技术提供参考，如表1所示。表1 3种储能材料的总结及比较