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可快速储存热量的创新技术 为电动汽车座舱供暖

2020-04-20 17:18 次阅读

美国能源部阿贡国家实验室正在开发一种创新系统,可以快速储存热量,并在需要时将其释放出来。从灵活性和效率上看,都超过传统储存方式。

可快速储存热量的创新技术 为电动汽车座舱供暖

(图片来源:阿贡官网)

盖世汽车讯 发电过程往往会产生热量。不论在工厂、汽车,还是发电厂中,这种强大的能量来源,目前尚未得到充分利用。据外媒报道,美国能源部阿贡国家实验室正在开发一种创新系统,可以快速储存热量,并在需要时将其释放出来。从灵活性和效率上看,都超过传统储存方式。

阿贡的热能储存系统(TESS),最初是为了捕获和储存集中式太阳能发电设施中的余热而开发的。该系统也适用于各种商业应用,包括海水淡化厂、热电联产(CHP)系统、工业化过程和重型卡车等。

回收和利用余热可以提高效率,从等量燃料中提取更多能量,从而降低成本。如果电力或海水淡化厂运行集中式太阳能设施,TESS系统可以在白天捕捉热量,并在晚上释放热量,以保持工厂运转。阿贡高级材料科学家Dileep Singh表示:“无论何时,只要发生燃烧过程,你就浪费了大约60%的热能。从某种意义上说,这是一种热能版电池,你可以用它来吸收和释放热量,而不是电能。”

阿贡的TESS是一种潜热储存系统,通过相变材料储存能量,比如熔盐。这种材料可以很好地保持热量,但是,它们通常是不良导体,所以,吸收和释放能量的时间太长。

为了解决这一问题,阿贡的研究人员提出新方法,将相变材料嵌入多孔、高导热泡沫中。然后,利用惰性气体,将泡沫密封在一个模块内,防止水分或氧气进入并降解组件。例如,其中储存的热量可以转移至水中,然后,水变成蒸汽推动涡轮机。为了适应特定应用,也可以利用不同的相变材料,对TESS系统进行调整。Singh称:“我们技术的一大优点在于模块化,不需要特别大的储存构造。你可以在制造时调整模块尺寸,如55加仑或更小,然后,按照所需要的量进行安装。”

研究人员已证明,TESS系统可以在超过700°C的温度下工作。由于能量密度高,它比常用的显热存储系统更小、更灵活。目前,研究人员正在尝试将其应用到凯普斯通涡轮公司(Capstone Turbine Corporation)的热电联产系统中,以促进热回收。

在行业合作伙伴的帮助下,Singh和同事们不断完善TESS 技术。他们自主开发了一个设施,以测试重复充放热能。除了加强热电联产系统和扩大海水淡化和发电厂的调度能力外,TESS系统还可以将废热转化为重型卡车的机械能,或为电动汽车提供热量。就像TESS可以用作供热电池,它可以用来制冷,比如可能成为商业建筑的冷却选项。

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