大连理工大学考研(大连理工大学考研分数线)
大连理工大学考研，大连理工大学考研分数线
近日，大连理工大学姜东岳副教授团队在Carbon Neutrality上综述现有的储能技术，重点总结了储热技术包含显热、潜热以及热化学储热在零碳发电、零碳建筑、零碳交通、零碳生命科学以及零碳社会下最新的技术应用和发展方向，并讨论了储热技术对于实现碳中和的未来要求和挑战。
文章亮点
1. 对比现有的储能方式并针对不同碳排放环节梳理出储热在实现碳中和目标中的作用。
2. 阐述储热技术的优缺点以及对比不同类型的储热材料。
3.详细总结储热技术在零碳发电、建筑、交通、生命科学以及碳捕集封存和利用等领域的最新应用和方向。
4.文章对于储热技术未来在碳中和领域的面临的挑战提出新的要求。
内容简介
为早日实现《巴黎协定》的目标，全球气温上升控制在工业化前水平之上2℃之内，力争1.5℃之内，并在本世纪下半叶实现碳中和，各种新型储能技术得到了飞速发展，但由于全球能源消耗一大半是以热能的形式散失，因此发展新型储热技术势在必行。本文重点分析在全球耗能较高的生产生活方面应用新型储热技术，并对未来实现碳中和提出要求。
不同储能方式以及储热技术的分类和对比
图文导读
结论一
储热技术在零碳发电中的应用。利用太阳能集热器进行大规模的光热转换发电通常是利用高温熔融盐进行显热储热，包括直接产蒸汽发电和间接产蒸汽发电。除此之外，对于“电-热-电”转换的新型卡诺电池储热系统，通过收集谷电并以热能方式储存，待到用电高峰期，将热能释放发电。熔融盐作为一种高温储热材料，具有高沸点、低粘度、低蒸汽压力、高体积热以及成本低等优点，但依旧面临着储热密度低、大体积传热问题以及对管道器件的高温腐蚀。因此未来发电储热需要研发新型高性能的高温类储热材料，这将对提高电厂效率、降低建设和运营成本产生重大影响。
(a) 太阳能光热发电
(b) “电-热-电”卡诺电池
图1. 显热储热在零碳发电方面的应用
结论二
储热技术在零碳建筑中的作用。利用可再生太阳能作为能量输入端，满足日常的生活热水以及采暖等热负荷需求，一定程度上缓解了用电高峰和能源浪费。太阳能作为一种间歇性，季节性可再生能源，利用潜热储热以及热化学吸附的方式进行储热满足长期跨季节用热需求。潜热储热核心是相变材料，按成分分为有机、无机以及共晶相变材料，对于家庭用热，满足中低温要求并且储热密度较高的是水合盐无机相变材料，尽管水合盐储热材料具有过冷、相分离以及腐蚀等问题，但是合理利用其特性能够满足跨季节储能需求。热化学吸附储热利用沸石、硅胶等多孔结构并且复合水合盐，明显提高了储热密度，并且具有储热周期长，单位体积储热密度大等特点适合建筑采暖需求。对于未来零碳建筑研究来说，制备储热密度高低成本的储热介质，开发跨时空高效复合储热系统具有重要意义。
图2. 潜热储热与热化学吸附储热用于家庭热水和采暖
结论三
储热技术在零碳交通中的作用。为降低能源和环境危机，新能源电动汽车年销量逐年增加，电动汽车核心是动力电池组。尽管锂离子电池具有能量密度高、充放电速率快、循环寿命高等优点，但在夏季或冬季极端环境下，放电电压过低，汽车无法启动，也面临热失控现象。无论是冬季加热电池组还是夏季冷却电池组，都需要一个体积紧凑、单位体积存储密度高的电池管理系统。这就提出了在后续研究中需要考虑具有高蓄热密度的紧凑型材料的要求。
图3. 潜热储热用于电动汽车热管理
结论四
储热技术在生命科学中的作用。在生命科学方面包括热疗、药物释放、纺织等领域，主要包括有机相变材料，选择适用于人体温度36-37℃的储热材料，比如脂肪酸类相变材料进行药物输送，利用光热效应将近红外光转化为热量，升高局部温度，导致药物的快速释放，显著增强纳米药物的癌细胞杀伤能力。这为未来选择合适的储热技术应用于医疗领域提供一些指导和方向。
（a）热疗
（b）药物释放
图4. 潜热储热用于零碳生命科学领域
结论五
储热技术在CCUS中的作用。不仅是化石能源低碳利用的主要技术手段，也是实现碳中和目标的底层技术保障。钙循环技术利用CaO的碳酸化和煅烧循环反应捕集CO2，是有前途的大规模CO2捕集技术之一。不仅可以捕获大气中的CO2，还可以储存热量，然而，经过多次循环后，由于烧结效应，整体碳捕集效率下降，因此，开发稳定的新型储热材料和设计碳捕集封存和利用系统的新型催化剂具有重要意义。
图5. “钙循环”用于碳捕集封存和利用
总结展望
最后，作者指出未来储热技术在碳中和不同方面的应用和研究方向。未来开发新的显热储热技术，以提高显热储热材料的蓄热密度和热稳定性为主，在系统设计方面，需要考虑传热、储存和释放的多个方面，以提高系统的能量转换效率和使用寿命。封装相变材料技术是未来提高潜热储热的一种有前途的方法，未来还可以将潜热储热与地源热泵系统和生物质热水器相结合，实现更高效的能量转换和利用效率。热化学储热应重点开发低成本、长寿命、高循环稳定性的蓄热材料和改进反应器，降低投资成本，匹配和控制化学反应速率和传热速率。此外，实现碳中和还需要政策措施、技术创新、个人和社会变革等的共同努力。
原文信息
Roles of thermal energy storage technology for carbon neutrality
作者：
Mingyang Sun, Tianze Liu, Xinlei Wang, Tong Liu, Mulin Li, Guijun Chen and Dongyue Jiang*
https://link.springer.com/article/10.1007/s43979-023-00052-w
DOI:
https://doi.org/10.1007/s43979-023-00052-w
扫码获取原文
通讯作者介绍
姜东岳，大连理工大学能源与动力学院，副教授，博士生导师。
研究领域
数字微流控技术、储热技术。
个人简介
姜东岳，副教授，博士生导师。工信部工业节能与绿色发展评价中心（大连理工大学）核心成员，入选大连市青年科技之星，大连理工大学“星海优青”培育计划。研究方向为数字微流控技术、储热技术。主持国家自然科学基金面上、青年、辽宁省工信厅等科研项目。在 Materials Today, ACS Nano, Nano Energy 等国际期刊发表学术论文四十余篇，封面论文4篇。授权日中国发明专利6项，日本发明专利1项。为Nature Communications, Nano Energy, Small, ACS applied materials & interfaces, Applied energy, Langmuir, Solar RRL, Nano technology, Nano select 等国际期刊审稿人。
联系方式
E-mail: jiangdy@dlut.edu.cn
图文来源：原文作者
编辑：Carbon Neutrality编辑部
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
Carbon Neutrality 是由上海交通大学与Springer Nature合作出版的低碳科学与技术、碳金融与碳管理及相关政策领域的国际性跨学科综合期刊。本刊旨在打造碳中和领域旗舰期刊和国际一流期刊，主要刊载低碳相关领域具有高度原创性、能够反映学科水平的高质量研究论文和评论性综述文章，为国内外从事低碳研究的专家学者提供一个专业的国际学术交流平台。目前已被Scopus、DOAJ数据库收录。
Carbon Neutrality文章处理费（Article Processing Charge）全免，竭诚欢迎国内外低碳领域专家、学者积极投稿，携手共建碳中和领域全球科学社群！
转载、合作、咨询欢迎后台留言
或联系编辑部邮箱
CN_Editorial@sjtu.edu.cn
期刊网站：
www.springer.com/journal/43979
投稿系统：
www.editorialmanager.com/lowc/default.aspx
微信公众号 | Carbon Neutrality碳中和
新浪微博 | @碳中和CarbonNeutrality
Facebook | @CarbonNeutralityCN
Twitter | @CN_Editorial
欢迎“分享”、“点赞”
大连理工大学考研(大连理工大学考研分数线)