TiO2改性的CaCO3热化学储热的反应性能

被引：4
|
作者：
徐钿昕
田希坤
闫君
叶强
赵长颖
机构：
[1] 上海交通大学工程热物理研究所
来源：
储能科学与技术 | 2022年 / 11卷 / 01期
基金：
国家自然科学基金重大项目;
关键词：
CaCO3热化学储热; TiO2改性; 循环稳定性; 碳酸化放热; 分解过程;
D O I：
10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0281
中图分类号：
TQ132.32 [];
学科分类号：
摘要：
CaCO3/CaO热化学储热体系在清洁能源发电领域具有广阔的应用前景，有助于尽早实现碳达峰、碳中和。本文通过物理混合法制备了掺杂TiO2的CaCO3/CaO复合储热材料，系统研究了TiO2掺杂对CaCO3/CaO循环稳定性和储/放热过程中反应性能的影响。实验结果表明：在掺杂摩尔比为100∶2.5（Ca∶Ti）时，复合材料展现出了最佳的循环稳定性，15次循环后的转换率为对照组的1.65倍。表征结果显示，最佳掺杂比例的CaCO3-TiO2复合储热材料具有更小的粒径和更发达的孔隙，因而在循环过程中具备更好的抗烧结能力。在碳酸化放热过程中，CaCO3-TiO2-2.5在高温区（750℃和800℃）有更高的反应转换率和放热/储热焓值比例，但由于复合材料中CaCO3的含量下降，其储热、放热的焓值有所下降。此外，在等温储热分解过程中，N2气氛下TiO2掺杂可提升反应速率、减少反应时间；CO2气氛下Ti O2掺杂可降低起始分解温度，促使反应更早开始与结束。而在非等温储热过程中（10℃/min）,CO2气氛下TiO2掺杂可将纯CaCO3的起始分解温度从897.16℃降至870.92℃。综上，Ti O2改性对CaCO3/CaO储热技术的实际应用具有深远意义。
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