基于可逆吸放氫過程的鎂基材料儲熱性能及儲能裝置研究.pdf

1、本文利用行星式球磨機制備了氫化態(tài)Mg-3Ni-2MnO2復合材料；利用XRD、SEM等分析手段，檢測了顆粒大小及微觀組織的變化；通過自制裝置測試了Mg-3Ni-2MnO2復合材料反應床實用化條件下儲放熱動力學性能和溫度場的演變基本規(guī)律；利用形核長大理論建立了其本征儲熱動力學方程，揭示其吸氫放熱耦合機理；并對制造的蓄熱儲能裝置儲放熱性能開展了初步實驗性探索。
　　實驗結果表明：本文開發(fā)的儲熱材料儲熱容量可達2600kJ/Kg。儲熱過

2、程中，初始溫度越高，其完成儲熱所需時間就越短；儲熱材料質量越大，完成充分儲熱所需時間就越長；1g儲熱材料反應床由于傳熱速度快，儲熱過程其反應床溫度沒有隨著氫氣的放出而降低，而10g儲熱材料反應床則恰好表現(xiàn)出與此相反的實驗現(xiàn)象。放熱過程中，初始溫度、入口壓力和反應床的質量對反應床放熱性能及反應床溫度均有影響，初始溫度越低、入口壓力越大、反應床的質量越小，完成放熱所需時間就越短。儲熱材料為1g時，其存在一個快速反應期，吸氫放出的熱量有助于反

3、應迅速完成，而對質量為10g的儲熱材料，受傳熱傳質的影響，表現(xiàn)出與1g儲熱材料完全不同的放熱特性。
　　結合數(shù)值模擬結果：Mg-3Ni-2MnO2復合材料吸氫過程存在一個臨界溫度，臨界溫度以下吸氫時，溫度越高，越有利于放熱速度的提高；臨界溫度以上吸氫時，溫度越高，放熱速度越慢。則儲熱材料放熱過程根據(jù)動力學性能特征分成三個溫度區(qū)間，A區(qū)間內，溫度越高，其動力學性能越優(yōu)異；B區(qū)間，溫度越高，其動力學則逐漸弱化，但是仍能夠以較短的時間完