Hydride-based thermal energy storage
Hydride-based thermal energy storage
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氢化物基热能储存
DOI：
10.1088/2516-1083/ac72ea
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Adams M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Adams M
讨论了基于金属氢化物（MH）的热能储存的潜力和研究，重点是用于聚光太阳能发电的下一代热化学储能（TCES）。现场可用性模型来表示的前向和后向MH反应的反应机制，该模型被外推到一个小的中试规模的反应器，详细说明了如何TCES可以功能/操作在现实世界中设置使用传统的壳管式反应器的方法。此外，有效导热系数的重要参数进行了探索，使用一个创新的多尺度模型，提供广泛的和相关的实验数据有用的反应器和系统的设计。有希望的高温MH材料配置可以通过去稳定化（例如使用添加到Ca和Sr基的金属氧化物中）或通过稳定化（例如将氟添加到NaH、MgH 2或NaMgH 3中）来调整。这种通用的热力学调谐进行了讨论，包括在高温（500-700 ℃）下准确测量材料特性的挑战。注意扩大规模的探索，包括通用设计和原型的考虑，和一个新的试点规模的枕板反应器目前正在开发的例子，其中所使用的材料进行了讨论，整体坦克设计范围和系统集成。
The potential and research surrounding metal hydride (MH) based thermal energy storage is discussed, focusing on next generation thermo-chemical energy storage (TCES) for concentrated solar power. The site availability model to represent the reaction mechanisms of both the forward and backward MH reaction is presented, where this model is extrapolated to a small pilot scale reactor, detailing how a TCES could function/operate in a real-world setting using a conventional shell & tube reactor approach. Further, the important parameter of effective thermal conductivity is explored using an innovative multi-scale model, to providing extensive and relevant experimental data useful for reactor and system design. Promising high temperature MH material configurations may be tuned by either destabilisation, such as using additions to Ca and Sr based hydrides, or by stabilisation, such as fluorine addition to NaH, MgH 2, or NaMgH 3. This versatile thermodynamic tuning is discussed, including the challenges in accurately measuring the material characteristics at elevated temperatures (500–700 C). Attention to scale up is explored, including generic design and prototype considerations, and an example of a novel pilot-scale pillow-plate reactor currently in development; where materials used are discussed, overall tank design scope and system integration.
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