基于熱力學(xué)模型熔鹽水化物相變儲能材料的開發(fā)與研究.pdf

1、“低碳經(jīng)濟”逐漸成為主旋律的大環(huán)境下,尋求提高能源的利用率成為人們關(guān)注的焦點。研發(fā)能充分利用熱源的新能源是解決能源緊張的重要途徑之一。熔鹽水化物相變儲能材料是一種高效節(jié)能的材料,它具有可充分利用熱源熱量、相變焓大、儲能密度大、成本低廉等優(yōu)點。然而目前研發(fā)出來的熔鹽水化物相變儲能材料比較少,且大多價格昂貴。因此能否開發(fā)出廉價、無安全隱患、性能優(yōu)異的熔鹽水化物相變儲能材料,將是熔鹽水化物相變儲能材料走向?qū)嶋H應(yīng)用的關(guān)鍵。
　　然而,現(xiàn)有

2、的“配方”式尋找方法極為耗時耗財,本文研究利用熱力學(xué)模型對價格低廉、儲能密度大的多元熔鹽水化物體系進(jìn)行相圖預(yù)測計算,尋找熔鹽水化物相變儲能新材料,為此,本課題展開的工作如下:
　　(1)評述五種國際常用的熱力學(xué)模型的研究及其應(yīng)用現(xiàn)狀,根據(jù)五種模型各自的特點以及本課題所研究的熔鹽水化物體系的熱力學(xué)性質(zhì),選擇Pitzer–Simonson–Clegg和BET兩種熱力學(xué)模型對二元熔鹽體系Mg(NO3)2–H2O、CaCl2–H2O、Mn

3、(NO3)2–H2O和三元熔鹽體系CaCl2–LiCl–H2O、LiCl–LiNO3–H2O、KNO3–LiNO3–H2O的相圖進(jìn)行預(yù)測研究,從而選定BET理論模型用于預(yù)測熔鹽水化物體系的相圖。
　　(2)針對二元鹽水體系Mg(NO3)2–H2O、NH4NO3–H2O、LiNO3–H2O和KNO3–H2O,應(yīng)用其二元BET模型參數(shù)預(yù)測了系列三元體系和四元體系LiNO3–Mg(NO3)2–NH4NO3–H2O的多溫相圖,并找到了這些

4、體系中可能存在的共晶點。
　　(3)根據(jù)BET理論預(yù)測的熔鹽水化物體系的相圖結(jié)果,對預(yù)測的熔鹽水化物材料的共晶點進(jìn)行物性檢驗,包括熔鹽水化物材料的儲放熱性能的研究和DSC、DTA曲線的測定。實驗表明:LiNO3–Mg(NO3)2–NH4NO3–H2O熔鹽體系的四元共晶點組成可用作相變儲能材料;而含鎂、鋰熔鹽水化物三元體系的共晶點組成存在過冷性,對儲能方面的應(yīng)用造成一定影響,其后續(xù)工作正在進(jìn)行。
　　(4)為解決熔鹽水化物相變