Teknoloji depo tèmik

Enèji tèmik, kòm youn nan sous enèji ki pi enpòtan yo itilize pa limanite, se sitou klase nan twa kategori ki baze sou prensip k ap travay li yo: depo tèmik sansib, tèmik inaktif (chanjman faz) depo tèmik, ak depo tèmik tèrmochimik. Li reprezante 40% a 50% konsomasyon enèji final la, epi aplikasyon li yo gen anpil laj-. Nan sistèm devlopman ak itilizasyon enèji aktyèl la, prèske tout pwosesis konvèsyon enèji enplike enèji tèmik. Sepandan, akòz pèt enèji inevitab pandan konvèsyon enèji, teknoloji depo tèmik raman aplike dirèkteman nan depo enèji elektrik (sa vle di, sitiyasyon kote tou de opinyon ak pwodiksyon se enèji elektrik). Olye de sa, li pi souvan itilize kòm yon lyen nan chèn konvèsyon enèji oswa tou senpleman aplike nan sistèm tèmik.

Depo chalè sansib

Teknoloji depo chalè sansib se yon metòd pou estoke ak divilge chalè pa itilize chanjman nan tanperati a nan yon sibstans. Mekanis k ap travay li yo se relativman senp: se depo chalè oswa lage reyalize pa chofaj oswa refwadisman mwayen an. Pandan pwosesis sa a, mwayen an pa sibi transfòmasyon chimik oswa chanjman faz, sa ki fè tout sistèm lan fasil pou kontwole ak opere ki estab. Anplis de sa, gen anpil kalite materyèl depo chalè sa yo ki disponib a pri ki ba, ki fè yo apwopriye pou aplikasyon gwo -echèl. Teknoloji sa a pa sèlman trè matirite, men tou li demontre gwo potansyèl aplikasyon nan plizyè domèn. Sepandan, depo chalè sansib tou fè fas a kèk defi, tankou dansite enèji ki ba, gwo gwosè ekipman, pèt chalè enpòtan pandan depo alontèm -, ak tanperati pwodiksyon enstab. Medya depo chalè sansib yo ka lajman klase nan de kategori: likid ak solid. Materyèl depo chalè likid komen yo enkli dlo, lwil oliv tèmik, sèl fonn, ak metal likid. Pami sa yo, dlo, akòz bon sekirite li yo ak estabilite, ak lefèt ke tanperati depo chalè li tipikman pa depase 100 degre, se lajman ki itilize nan sistèm chofaj dlo solè ak chofaj espas. Lwil tèmik, ak ekselan konduktiviti tèmik yo ak ranje tanperati opere lajè, yo te itilize nan aplikasyon pou depo enèji tèmik byen bonè mwayen - ak segondè -; sepandan, gwo pri yo, enflamabilite, ak potansyèl gwo-risk presyon nan sistèm bouk fèmen-te mennen nan ranplasman gradyèl yo pa lòt opsyon siperyè. Kontrèman, sèl fonn yo, ak presyon vapè satire ki ba yo, viskozite ki ba, konduktiviti tèmik segondè, ki pa -enflamabilite, ak ki pa -toksisite, fè byen nan tanperati ki koresponn ak paramèt vapè endikap yo epi yo relativman chè, ki fè yo konsidere kòm yon chwa ideyal pou konvèsyon tèrmoelektrik solè. Sepandan, nan tanperati anbyen ki trè wo, sèl fonn yo ka korode tiyo ak ekipman ki gen rapò, sa ki nesesè plis rechèch ak amelyorasyon nan konpatibilite yo ak rezistans chalè ak asye pur. Metal likid, akòz konduktiviti tèmik ekstrèmman wo yo, yo konsidere kòm yon potansyèl gwo -tanperati (plis pase 600 degre) solisyon depo tèmik; sepandan, bay pwopriyete chimik trè reyaktif yo, mezi sekirite adisyonèl yo oblije asire operasyon nòmal sistèm, ak gwo pri yo kenbe yo nan premye etap yo nan eksplorasyon.

Materyèl depo tèmik solid komen yo enkli konkrè, wòch, ak brik refractory. Konpare ak materyèl depo likid tèmik, materyèl depo solid tèmik ka opere nan tanperati ki pi wo ak magazen plis chalè nan menm espas la, ki vle di yon rediksyon nan kantite materyèl ki nesesè yo ak yon diminisyon nan pri an jeneral.

Chalè inaktif (chanjman faz) depo tèmik

Teknoloji depo enèji tèmik chanjman faz prensipalman depann sou chalè inaktif kòm fòm prensipal li nan depo enèji. Teknoloji sa a itilize absòpsyon oswa lage gwo kantite chalè inaktif pandan tranzisyon faz pou estoke chalè. Pandan pwosesis sa a, tanperati materyèl la rete prèske konstan. Teknoloji depo enèji tèmik sa a gen avantaj enpòtan tankou dansite enèji segondè ak ti volim.

Pwosesis kote matyè transfòme soti nan yon eta a yon lòt yo rele yon tranzisyon faz. Tipikman, tranzisyon sa a fèt nan kondisyon izotèmik oswa pre-izotèmik epi li akonpaye pa yon chanjman enèji enpòtan-absòpsyon oswa lage yon gwo kantite chalè. Enèji sa a defini kòm chalè inaktif nan tranzisyon faz la. An patikilye, chalè inaktif ki enplike nan tranzisyon faz pifò materyèl se pi gwo pase chalè sansib. Pou egzanp, dlo gen yon kapasite chalè espesifik apeprè 4.2 kJ / kg· degre, ak pandan tranzisyon an soti nan yon eta solid nan yon eta likid (glas k ap fonn nan dlo), dlo ka absòbe 355 kJ / kg nan enèji kòm chalè inaktif nan tranzisyon faz. Se poutèt sa, an tèm de dansite enèji, itilize chalè inaktif nan tranzisyon faz se siyifikativman siperyè metòd ki konte sèlman sou chalè sansib.

Tranzisyon faz matyè yo sitou gen kat kalite: solid-solid, solid-likid, solid-gaz, ak gaz likid-. Malgre ke tranzisyon solid-gaz ak likid-gaz yo gen gwo valè chalè inaktif, chanjman enpòtan nan volim nan ka sa yo ogmante difikilte pou operasyon pratik, kidonk limite aplikasyon yo. Kontrèman, tranzisyon solid-faz solid, ki rive lè yon materyèl solid transfòme soti nan yon eta kristalin nan yon lòt, montre pi piti chanjman volim ak pi ba supercooling, men chalè a lage oswa absòbe jeneralman pi ba pase lòt pwosesis tranzisyon faz yo. Nan tranzisyon faz solid-likid, matyè chanje soti nan yon eta solid a yon eta likid. Malgre ke pwosesis sa a egzije yon veso espesifik pou kenbe likid la, chanjman volim nan pi piti anpil pase nan tranzisyon faz solid-gaz ak likid{-faz gaz, ak chalè inaktif ki enplike nan siyifikativman pi wo pase nan tranzisyon faz solid-solid. Etandone karakteristik sa yo, tranzisyon faz solid-likid yo konsidere kounye a metòd depo tèmik chanjman faz ki pi pratik ak ki pi aplikab.

Kounye a, gen anpil kalite materyèl yo itilize nan teknoloji depo tèmik chanjman faz, sitou divize an de kategori ki baze sou konpozisyon chimik yo: òganik ak inòganik. Materyèl chanjman faz òganik yo sitou gen ladan sibstans tankou sir parafin, alkòl, ak asid gra; pandan ke materyèl chanjman faz inòganik yo reprezante pa sèl cristalline idrate, sèl fonn, ak metal oswa alyaj yo. Anjeneral pale, materyèl chanjman faz òganik yo pi apwopriye pou depo enèji tèmik nan ranje tanperati ki ba a mwayen, pandan y ap materyèl chanjman faz inòganik montre pi bon pèfòmans depo enèji tèmik nan kondisyon tanperati mwayen ak segondè.

Depo tèmik tèmik

Teknoloji depo enèji tèmik tèmik gen anpil dansite enèji pou chak volim inite, rive nan lòd GJ/m³. An konparezon, dansite enèji nan materyèl depo chalè sansib se sèlman apeprè yon -dizyèm, ak sa ki nan materyèl depo chalè inaktif se sèlman mwatye. Anplis de sa, lè yo separe reyaktif yo, teknoloji sa a ka reyalize zewo-pèt depo enèji tèmik nan tanperati chanm, kidonk yo konsidere kòm youn nan teknoloji ki pi pwomèt pou gwo -echèl ak alontèm-depo enèji tèmik. Ki baze sou diferan chanjman kosyon chimik ki enplike nan pwosesis depo enèji, depo tèmik enèji tèmik ka divize an de kategori prensipal: depo enèji tèmik chemisorption ak reyaksyon chimik depo enèji tèmik.

Depo tèmik Chemisorption patikilyèman apwopriye pou aplikasyon nan anviwònman tanperati ki ba -. Li depann sou fòmasyon ak kraze fòs fizik oswa chimik entèmolekilè (tankou fòs van der Waals, fòs elektwostatik, ak lyezon idwojèn) ant adsorban solid ak adsorbate gaz pou reyalize depo chalè ak lage. Teknoloji sa a sitou gen ladan de kategori sistèm: youn se yon sistèm sèl idrate ki sèvi ak vapè dlo kòm adsorbate la; lòt la se yon sistèm konplèks amonyak lè l sèvi avèk molekil amonyak kòm adsorbate la. Tablo 1-2 montre kalite espesifik yo, tanperati depo chalè / lage, ak dansite depo enèji nan plizyè materyèl depo tèmik kimisorption souvan itilize.

Tablo 1-2 Pwopriyete materyèl depo tèmik adsorption chimik ki itilize souvan:

Reyaksyon chimik depo enèji tèmik se sitou aplike nan kondisyon tanperati mwayen- ak segondè-, ak sistèm li yo divès kalite, tankou refòm metàn, sentèz amonyak ak dekonpozisyon, idr metal, karbonat, oksid metal, ak idroksid metal. Metòd sa yo reyalize depo ak liberasyon enèji tèmik atravè kraze ak rekonbinasyon lyezon chimik yo. Sa a kalite depo enèji posede gwo valè reyaksyon, dansite enèji segondè, ak yon ranje tanperati opere lajè. Sepandan, nan aplikasyon pratik, defi rete, tankou kontwòl pri, korozyon materyèl, ak depo gaz. Se poutèt sa, li nesesè fè rechèch apwofondi-sou mekanis reyaksyon ki enpòtan yo epi optimize koule pwosesis la pou amelyore pèfòmans jeneral.

Sistèm depo enèji tèmik tèmik yo gen estrikti konplèks ak anpil aparèy oksilyè, sa ki lakòz gwo pri envestisman inisyal. Kounye a, dansite enèji ultra-yo pou chak volim inite pa te konplètman itilize. Anplis de sa, akòz konpleksite nan mekanis reyaksyon chimik ki enplike yo, kontwòl egzak nan pousantaj reyaksyon se defi, ak kèk pwosesis reyaksyon gen kondisyon sekirite strik, plis amelyore efikasite nan sistèm an jeneral. Se poutèt sa, gen plis rechèch apwofondi-sou teknoloji depo enèji tèmik tèmochimik pou rezoud pwoblèm sa yo.