基于熱力學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實際應用的關鍵。
　　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模型對價格低廉、儲能密度大的多元熔鹽水化物體系進行相圖預測計算,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模型的研究及其應用現(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性質,選擇Pitzer–Simonson–Clegg和BET兩種熱力學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的相圖進行預測研究,從而選定BET理論模型用于預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,應用其二元BET模型參數(shù)預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理論預測的熔鹽水化物體系的相圖結果,對預測的熔鹽水化物材料的共晶點進行物性檢驗,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,對儲能方面的應用造成一定影響,其后續(xù)工作正在進行。
　　(4)為解決熔鹽水化物相變