就地取材最佳储热载体,坦桑尼亚岩石成储能选项

哔哩哔哩   2023-06-22 19:57:24


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除了盐之外,还有什么物质适合储存热能,最终能用在电网级的储热系统? 最近坦桑尼亚科学家发现,坦桑尼亚在地的花岗岩、皂石跟滑石,非常适合储存太阳热能,在高温下也具有高能量密度和稳定性。

目前常提及的储能系统主要是电化学储能系统,好比锂离子电池,它确实能迅速调度电力,达成稳定电网频率的功用,但价格高昂,除了锂之外,也需要钴、镍等多种材料,在应用方面,也不适合长时间储存能量。

因此坦桑尼亚科学家瞄准另一种储能方式,也就是热能储存(TES),以液体或固体储存热量,最后再用热能驱动发电机发电。 坦桑尼亚尼尔森中非科学与技术研究所(Nelson Mandela African Institution of Science and Technology)与阿德大学(Ardhi University)团队认为,花岗岩跟皂石都是在高温环境下形成,而且遍布世界各地,有机会成为不错的储热材料。

也因为不同地区的花岗岩跟皂石有不同特性,团队着手调查坦桑尼亚克拉通(Craton)地质跟乌萨加兰(Usagaran)地质带交汇点的岩石,

其中的花岗岩样本含有大量的氧化硅,强度较高,但克拉通的花岗岩含有容易脱水的白云母,在高温下不太稳定; 团队也在皂石中发现菱镁矿,有较高的密度和热容量,当加热到超过摄氏 980 度时,滑石样本和乌萨加兰花岗岩都没有见到裂缝,相较之下克拉通花岗岩直接崩裂,团队也发现皂石比花岗岩更容易释放储存的热量。

团队最后认为,克拉通滑石有着最佳的储热性能,能高效吸收、储存和传递热量,同时也有良好的化学稳定性跟机械强度,其他岩石也能应用在低能量的储热系统,像是太阳能干燥器等等。 研究人员表示,虽然还需要进一步实验,但这些样本显示能为永续储能材料助一臂之力。

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