結(jié)合熱化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)（CAES）示意圖

 

美國俄勒岡州立大學(xué)科學(xué)家提出，通過回收壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)（CAES）的熱量來提高效率。

 

該研究的報(bào)告作者Nicholas AuYeung說，“與所有類型的儲(chǔ)能系統(tǒng)相比，傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)（CAES）儲(chǔ)能成本相對(duì)較低，我們認(rèn)為采用這項(xiàng)技術(shù)將會(huì)提高這一優(yōu)勢(shì)。雖然尚未進(jìn)行成本分析，但我們有興趣進(jìn)行徹底的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。”  

 

在《能量轉(zhuǎn)換與管理》期刊上發(fā)表的名為《壓縮空氣儲(chǔ)能的熱化學(xué)的熱回收》論文中描述了這一新方法，該方法包括采用熱化學(xué)儲(chǔ)能（TCES）技術(shù)將能量儲(chǔ)存在化學(xué)鍵中，以回收空氣壓縮操作過程中產(chǎn)生的熱量。該研究報(bào)告指出，“基于金屬氧化物氧化還原反應(yīng)的熱化學(xué)儲(chǔ)能（TCES）在高氧分壓下可以釋放氧氣，這是特別令人感興趣的技術(shù)，盡管可以考慮在高壓下運(yùn)行的化學(xué)反應(yīng)，但這些方案通常采取固氣反應(yīng)形式。”

 

科學(xué)家建議，在壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)（CAES）的操作過程中，通過三種不同的策略使用電阻加熱分解氧化鋇：在固體-氣體反應(yīng)中利用TCES材料反應(yīng)床直接傳熱；熱空氣與TCES系統(tǒng)之間的間接傳熱；以及直接和間接傳熱的結(jié)合。

 

AuYeung說，“我們研究了TCES技術(shù)，其中在反應(yīng)床中填充了巖石和氧化鋇。我們的研究結(jié)果表明，由于氧化鋇的熱容量和反應(yīng)熱相對(duì)較低，因此采用TCES技術(shù)的反應(yīng)床和沒有采用TCES技術(shù)的反應(yīng)床之間的往返效率相似。”  

 

據(jù)他介紹，采用這種技術(shù)的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)（CAES）可以確保60%的往返效率，在充電后持續(xù)放電時(shí)間為20小時(shí)。相比之下，傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)（CAES）的往返效率只有40%到50%。AuYeung解釋說，“為了更好地說明這一概念潛力，我們提出了一種假設(shè)材料，其熱容量與巖石相同，但熱化學(xué)儲(chǔ)能容量是氧化鋇的三倍，我們?cè)谀Ｐ椭醒芯苛诉@種假設(shè)材料。結(jié)果表明，可以提高5%的以上往返效率以及更長的持續(xù)放電時(shí)間。此外，需要減少45%的填充量才能實(shí)現(xiàn)類似于填石層的儲(chǔ)能容量。”

 

AuYeung總結(jié)道，“我們的研究團(tuán)隊(duì)正計(jì)劃研究更多材料，例如水合物和碳酸鹽等一些非氧化學(xué)物質(zhì)，它們具有假設(shè)的特性（例如高熱容量和高反應(yīng)熱），我們已經(jīng)研究過這些材料，但現(xiàn)在還沒有確定哪一種材料更加可用。”