Carbonate-salt-based composite materials for medium- and high-temperature thermal energy storage

This paper discusses composite materials based on inorganic salts for medium- and high-temperature thermal energy storage application. The composites consist of a phase change material （PCM）, a ceramic material, and a high thermal conductivity material. The ceramic material forms a microstructural skeleton for encapsulation of the PCM and structural stability of the composites; the high thermal conductivity material enhances the overall thermal conductivity of the composites. Using a eutectic salt of lithium and sodium carbonates as the PCM, magnesium oxide as the ceramic skeleton, and either graphite flakes or carbon nanotubes as the thermal conductivity enhancer, we produced composites with good physical and chemical stability and high thermal conductivity. We found that the wettability of the molten salt on the ceramic and carbon materials significantly affects the microstructure of the composites.     

Multi-walled carbon nanotubes added to Na2CO3/MgO composites for thermal energy storage

Na2CO3/MgO composites with added multi-walled carbon nanotubes （MWCNTs） were prepared and tested as phase change materials （PCMs） for thermal energy storage. Na2CO3/MgO composite PCMs were prepared and their chemical compatibility and thermal stability were studied. MWCNTs introduced with Na2CO3/MgO composite PCMs were also investigated and scanning electron microscopy （SEM） characterization was used to demonstrate the uniform dispersion of MWCNTs in Na2CO3/MgO composite PCMs. The composites with added MWCNTs still display good thermal stability with mass losses lower than 5%. Introducing MWCNTs into composite Na2CO3/MgO PCMs by material formation/calcination signifi.cantly enhances the thermal conductivity of the composite PCMs. The thermal conductivity of the composite PCMs was found to increase with an increase in the weight fraction of the added MWCNTs and an increase in the testing temperature. This study may present a promising way to prepare high temperature phase change materials with superior properties such as improved thermal stability.     

聚乙烯醇-g-异氰酸酯-脂肪醇梳状接枝共聚物的合成、 结构及热性能

通过甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)的连接作用, 利用接枝共聚法将具有储热功能的长链脂肪醇[如十八醇(C₁₈OH)、 十六醇(C₁₆OH)和十四醇(C₁₄OH)]接枝到聚乙烯醇(PVA)主链上, 制备出储热能力不同的聚乙烯醇-g-TDI-脂肪醇[PVA-g-TDI-C(n)]梳状接枝共聚物. 通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 差示扫描量热分析(DSC)、 热重分析(TGA)和X射线衍射(XRD)等方法研究了PVA-g-TDI-C(n)共聚物的热行为和结晶结构. 结果表明, PVA-g-TDI-C(n)共聚物具有良好的储热能力, 储热能力随侧链碳原子数目和侧链接枝度的增加而增大, 但明显低于长链脂肪醇的储热能力. PVA-g-TDI-C(n)共聚物具有良好的热稳定性, 失重温度在324~330 ℃之间. 从侧链受限运动角度探讨了影响PVA-g-TDI-C(n)共聚物热性能和有序堆砌结构的原因.     

演示热能变化的改进

热能的变化可以从温度上看出,外界对物体做功,物体的热能增加,温度升高;物体对外界做功,物体的热能减少,温度降低,由温度的变化可确定出物体热能的增减。高中教材中安排的三个演示实验因受条件限制,实验成功率较低,很难达到好的教     

热核动力学演化的一个简单模型

以半经验的能量密度为基础,利用Fermi-Dirac积分的低温展开,得到了核的状态方程P(S,ρ)。在绝热假定下,采用流体动力学方程,具体研究了不同的热压缩核的动力学演化,特别分析了热能和压缩能对热压缩核稳定性的影响。 关键词：     

中低温太阳热能的甲醇重整制氢能量转换机理研究

通过甲醇-水蒸汽化学反应,本文提出中低温太阳热能与甲醇重整反应结合的制氢新方法,探讨了中低温太阳热能与甲醇重整制氢过程的能量转换机理,分析了不同压力条件下的水碳比、反应温度对中低温太阳热能-甲醇重整制氢的影响规律.研究结果表明:集热180～240 ℃的低品位太阳热能(品位为0.34～0.42)将能更好地与甲醇重整反应所需的品位相匹配.在反应压力为1×1.01325×105 Pa,反应产物中H2浓度可有望达到72%～75%,中低温太阳热能转化为化学能占燃料化学能的份额可达12%.该研究为低能耗制取清洁燃料氢提供了一条新途径.     

用光学-光学双共振光谱技术研究Cs蒸气中的共振交换碰撞

利用窄带半导体激光器泵浦所有具有相同z分量速度的基态Cs原子至激发态,研究了Cs(6P_3/2, v) +Cs(6S_1/2, v′)→Cs(6S_1/2, v) +Cs(6P_3/2, v′)的共振交换碰撞过程。与泵浦光反向平行的另一单模激光器激发6P_3/2至8S_1/2态,以检测6P_3/2态原子的速度分布,确定激发态原子的热能化效应。通过测量8S_1/2→6P_1/2荧光的尖峰强度与相应的多普勒背景的强度比,得到共振交换碰撞速率系数为k=9.62×10-7 cm3·s-1。证明了在纯碱金属蒸气中,由共振交换机制产生的热能化效应的大小比由速度改变碰撞引起的大3个数量级。     

从数量级分析看含能材料的临界热能密度

从能量角度用数量级估计的方法分析数种重要的感度试验数据,提出临界热能密度的概念。对几种公认的冲击作用下热点形成机理,估计其吸收的热能密度能否达到临界值。从化学分解动力学的角度分析临界热能密度的本质。初步认为临界热能密度可能是含能材料引发的本征参量。     

中低温太阳能品位间接提升及系统集成

本文提出了中低温太阳热能品位间接提升的概念、方法和系统集成,其核心是热集成和热化学转换的有机结合。在所提出的太阳能和化石能源综合互补的化学回热循环系统(SOLRGT)中,中低温太阳热能首先提供蒸汽蒸发潜热从而转化为蒸汽内能;其次通过蒸汽参与重整反应进一步转化为合成气化学能,实现品位提升;最后得以在高效的燃气轮机系统中实现热功转换。由于太阳能的引入,燃气轮机透平排气余热回收部分的热匹配得到极大改善,并减少了化石能源消耗;同时,蒸汽产率的增加有助于增进系统化学回热和物理回热收益。系统中太阳能热转功净效率可达26.5%;和常规化学回热循环相比,化石能源节约率可达20%～30%,实现相应数量的CO_2减排,系统中实现了中低温太阳能的高效热功转换和与化石燃料的梯级互补。