国产精品视频一区二区三区无码,国产午夜精品无码,午夜天堂一区人妻,无遮挡色视频免费观看,中文字幕久热精品视频在线

太(tai)陽(yang)能(neng)是(shi)最重要的(de)清潔能(neng)源(yuan)之一，對于人(ren)類可(ke)謂(wei)“取之不盡，用(yong)之不竭(jie)”，很有希望(wang)幫助解決(jue)大量(liang)使用(yong)化(hua)石燃(ran)料帶來的(de)環境(jing)問題和能(neng)源(yuan)危(wei)機。在各(ge)種形式(shi)的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)利(li)用(yong)技術(shu)中，把太(tai)陽(yang)能(neng)轉(zhuan)換(huan)為(wei)熱(re)(re)能(neng)的(de)技術(shu)已經非(fei)常成熟(shu)，以太(tai)陽(yang)能(neng)熱(re)(re)水器為(wei)代(dai)表的(de)工業化(hua)產品已經進入了千家萬(wan)戶(hu)。不過(guo)，在夜間以及陰雨天，這些(xie)依靠(kao)太(tai)陽(yang)能(neng)的(de)產品就(jiu)無法滿足(zu)人(ren)們的(de)需求了。

為了解決這些(xie)問題，科學家(jia)們發展了太(tai)陽(yang)能熱儲存（solar-thermal energy storage,STES）技術(shu)，尤(you)其(qi)是(shi)利(li)用相(xiang)變材(cai)料(liao)(liao)（phase change material,PCM）的(de)潛熱太(tai)陽(yang)能熱儲存技術(shu)。相(xiang)比于(yu)低溫相(xiang)變材(cai)料(liao)(liao)（如有機石蠟），基于(yu)中高溫相(xiang)變材(cai)料(liao)(liao)（如熔(rong)融(rong)鹽）的(de)太(tai)陽(yang)能熱儲存技術(shu)有著更(geng)(geng)大的(de)容量、更(geng)(geng)小的(de)體積(ji)、更(geng)(geng)高的(de)儲能密(mi)度和更(geng)(geng)廣泛的(de)應用范圍(wei)。

然(ran)而，當前熔(rong)融鹽(yan)(yan)儲(chu)熱(re)材(cai)料的導熱(re)率一般(ban)較(jiao)低，嚴(yan)重(zhong)限制(zhi)了(le)儲(chu)能系統內的熱(re)傳遞，儲(chu)能速率低且容易造成局(ju)部過熱(re)。在(zai)熔(rong)融鹽(yan)(yan)中加(jia)入(ru)一些高導熱(re)率的填料可以(yi)一定程度上(shang)解(jie)決問題(ti)，但是這一策略又(you)會帶來其他麻(ma)煩，比如反復加(jia)熱(re)-冷(leng)卻循環(huan)中的相分(fen)離問題(ti)，以(yi)及填料加(jia)入(ru)帶來的潛熱(re)儲(chu)存容量(liang)的損失。

近日，上海交通大學鄧濤教授、陶鵬副研究員等在Energy&Environmental Science雜志報道了一種巧妙、簡單的策略，可以顯著加速熔融鹽太陽能熱儲存系統的儲能速率，同時完全不影響儲存容量。在儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)系(xi)(xi)統中，他們(men)沿太陽光照射路(lu)徑在熔融鹽中設置了(le)一個(ge)磁力(li)驅動(dong)的(de)可移動(dong)網(wang)狀(zhuang)光熱(re)轉換器來吸收(shou)(shou)太陽能(neng)(neng)(neng)，可以在不影響總容量的(de)前(qian)提下將太陽能(neng)(neng)(neng)熱(re)儲(chu)(chu)存系(xi)(xi)統的(de)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)速率提高107%。這種磁加速的(de)移動(dong)式儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)策略還支持大面積的(de)能(neng)(neng)(neng)量收(shou)(shou)集和批次化太陽能(neng)(neng)(neng)熱(re)儲(chu)(chu)存，容易(yi)與各種現(xian)有(you)熱(re)交換系(xi)(xi)統集成，有(you)著(zhu)廣(guang)闊的(de)應用前(qian)景。

圖：磁加速的移動(dong)式熔(rong)融鹽太陽能熱儲(chu)存系統(tong)

這(zhe)種(zhong)新策略對于(yu)磁(ci)(ci)力的(de)(de)妙用讓人(ren)印象(xiang)深刻。在(zai)太陽(yang)光(guang)照射下(xia)，磁(ci)(ci)性網狀(zhuang)光(guang)熱(re)(re)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)器可(ke)以(yi)有效地(di)將(jiang)太陽(yang)能轉(zhuan)(zhuan)化為熱(re)(re)能以(yi)熔化固態(tai)鹽(yan)(yan)，并漂浮(fu)在(zai)液(ye)(ye)態(tai)熔融鹽(yan)(yan)表面；在(zai)下(xia)方(fang)磁(ci)(ci)體的(de)(de)吸引(yin)下(xia)，這(zhe)種(zhong)磁(ci)(ci)性網狀(zhuang)光(guang)熱(re)(re)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)器的(de)(de)多孔結構(gou)使其(qi)可(ke)以(yi)快速通過液(ye)(ye)態(tai)熔融鹽(yan)(yan)，并密切接觸(chu)尚未(wei)熔化的(de)(de)固態(tai)鹽(yan)(yan)；由于(yu)液(ye)(ye)態(tai)熔融鹽(yan)(yan)高度透(tou)(tou)明，因此入射的(de)(de)太陽(yang)光(guang)子可(ke)以(yi)穿透(tou)(tou)液(ye)(ye)體區域并到(dao)達(da)網狀(zhuang)光(guang)熱(re)(re)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)器的(de)(de)表面，進(jin)(jin)一步進(jin)(jin)行(xing)太陽(yang)光(guang)熱(re)(re)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)，直至全部(bu)固態(tai)鹽(yan)(yan)都完成(cheng)相變(bian)。這(zhe)時(shi)，只需(xu)將(jiang)容(rong)器下(xia)方(fang)的(de)(de)磁(ci)(ci)體放到(dao)容(rong)器上方(fang)，就能把磁(ci)(ci)性網狀(zhuang)光(guang)熱(re)(re)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)(huan)器“吸”到(dao)起(qi)始位置，系統就可(ke)以(yi)進(jin)(jin)行(xing)放熱(re)(re)過程，如此儲(chu)熱(re)(re)-放熱(re)(re)反復循(xun)環(huan)。

這種磁(ci)性(xing)(xing)網(wang)狀光熱(re)轉(zhuan)換(huan)器結構并不復雜，制備起來也很簡(jian)單。通過(guo)浸漬涂(tu)布法(fa)，以(yi)聚二甲基硅氧烷（PDMS）為粘合(he)劑在磁(ci)性(xing)(xing)鐵網(wang)基底上涂(tu)覆吸收太陽能的(de)石墨納(na)米顆粒層，就得到了化學穩(wen)定性(xing)(xing)和熱(re)穩(wen)定性(xing)(xing)俱佳的(de)磁(ci)性(xing)(xing)網(wang)狀光熱(re)轉(zhuan)換(huan)器。對(dui)于磁(ci)性(xing)(xing)網(wang)狀光熱(re)轉(zhuan)換(huan)器的(de)表征結果(guo)可以(yi)看(kan)到，這種材料表面(mian)石墨-PDMS復合(he)物沉(chen)積均勻(yun)，具有250nm至2500nm的(de)大范圍吸收，完全覆蓋了太陽輻射(she)光譜。

而(er)且，磁性(xing)網狀(zhuang)(zhuang)光熱轉(zhuan)換器(qi)的(de)孔徑(jing)在(zai)儲能(neng)(neng)性(xing)能(neng)(neng)中起關鍵作用(yong)。小孔徑(jing)會增加表面積(ji)從而(er)增加太陽(yang)(yang)能(neng)(neng)吸收，但這會阻礙網狀(zhuang)(zhuang)光熱轉(zhuan)換器(qi)在(zai)熔融鹽中運動(dong)；大孔徑(jing)將有(you)助于網狀(zhuang)(zhuang)光熱轉(zhuan)換器(qi)的(de)快(kuai)速運動(dong)，但又會減少太陽(yang)(yang)能(neng)(neng)吸收。另(ling)外，由于PDMS涂(tu)層的(de)疏(shu)水性(xing)和石(shi)墨納(na)米顆粒帶來的(de)表面粗糙度，所制備的(de)網狀(zhuang)(zhuang)光熱轉(zhuan)換器(qi)具有(you)150度的(de)靜(jing)態水接觸角，這種疏(shu)水表面涂(tu)層可有(you)效地改(gai)善其(qi)抗(kang)腐(fu)蝕性(xing)能(neng)(neng)，提高化學穩(wen)定性(xing)。

圖(tu)：磁性網狀光熱(re)轉換器及其表征

研究者(zhe)隨后(hou)通過(guo)實驗(yan)驗(yan)證了這種(zhong)熔融鹽(yan)(yan)太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)(neng)(neng)熱(re)(re)儲(chu)存(cun)系統(tong)的(de)性(xing)能(neng)(neng)(neng)。在(zai)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)密度為30kWm-2的(de)模擬聚光太(tai)(tai)陽(yang)光照下(xia)，熔融鹽(yan)(yan)（60wt%NaNO3和(he)40wt%KNO3）上放置磁性(xing)網(wang)狀光熱(re)(re)轉(zhuan)(zhuan)換器，如果沒有(you)(you)下(xia)方的(de)磁鐵，16分鐘(zhong)(zhong)后(hou)只有(you)(you)約50%的(de)鹽(yan)(yan)熔化（加(jia)(jia)(jia)不加(jia)(jia)(jia)增加(jia)(jia)(jia)高(gao)導熱(re)(re)率的(de)泡沫(mo)(mo)銅填料差(cha)別(bie)不大）；而(er)加(jia)(jia)(jia)上磁鐵之(zhi)后(hou)，在(zai)相同條件(jian)下(xia)，16分鐘(zhong)(zhong)內無需泡沫(mo)(mo)銅所(suo)有(you)(you)鹽(yan)(yan)都熔化成透明液體（下(xia)圖b，從左到右）。此(ci)外，前者(zhe)這種(zhong)固定式(shi)儲(chu)能(neng)(neng)(neng)過(guo)程中，光照區域(yu)溫(wen)度最高(gao)可達約320℃（有(you)(you)泡沫(mo)(mo)銅的(de)為約260℃），遠高(gao)于(yu)后(hou)者(zhe)這種(zhong)移(yi)動式(shi)儲(chu)能(neng)(neng)(neng)系統(tong)（約230℃），而(er)且后(hou)者(zhe)可以均(jun)勻加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)整個熔融鹽(yan)(yan)系統(tong)，避(bi)免(mian)了局部過(guo)熱(re)(re)。數據(ju)分析表明，這種(zhong)移(yi)動式(shi)儲(chu)熱(re)(re)系統(tong)的(de)潛(qian)熱(re)(re)太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)(neng)(neng)熱(re)(re)儲(chu)存(cun)速率要比固定式(shi)高(gao)107%，而(er)且對于(yu)整個系統(tong)的(de)儲(chu)存(cun)容量(liang)(liang)沒有(you)(you)任何影響。反復多次儲(chu)熱(re)(re)-放熱(re)(re)循環，對于(yu)磁性(xing)網(wang)狀光熱(re)(re)轉(zhuan)(zhuan)換器以及熔融鹽(yan)(yan)的(de)熱(re)(re)物(wu)理性(xing)質都沒有(you)(you)明顯改變。

圖：磁加(jia)速(su)移動(dong)式熔融鹽太陽(yang)能熱(re)儲(chu)存系統的實驗室測試

研究者認為這種磁(ci)加(jia)速移(yi)動(dong)式儲能(neng)策略(lve)可以(yi)用于(yu)大規(gui)模(mo)太陽能(neng)熱(re)(re)儲存(cun)，他們設想了(le)兩種方(fang)式：通過(guo)傳送帶進(jin)行批(pi)次化太陽能(neng)熱(re)(re)儲存(cun)（下圖a/b），以(yi)及通過(guo)磁(ci)力移(yi)動(dong)磁(ci)性網狀光(guang)熱(re)(re)轉換(huan)器(qi)進(jin)行大面積(ji)太陽能(neng)熱(re)(re)儲存(cun)（下圖c/d）。而且，這種策略(lve)還能(neng)很(hen)方(fang)便(bian)地(di)與(yu)現有熱(re)(re)交(jiao)換(huan)系統集成，用于(yu)供暖、水加(jia)熱(re)(re)等(deng)等(deng)方(fang)面。

圖(tu)：磁加速移動式(shi)熔融鹽太陽(yang)能熱(re)儲存系統的(de)大規(gui)模應用

圖：批次化太陽能熱(re)儲存

小結

鄧濤教授(shou)團隊通過使(shi)(shi)用磁力(li)驅動的(de)可移動網狀光熱轉換(huan)器來吸收(shou)太(tai)陽能(neng)，在高(gao)溫熔融鹽相(xiang)變材料中實現了快速太(tai)陽能(neng)熱儲(chu)存(cun)。與(yu)傳統(tong)的(de)固定式儲(chu)能(neng)系(xi)統(tong)相(xiang)比(bi)，這種移動式系(xi)統(tong)不僅(jin)使(shi)(shi)儲(chu)能(neng)速率(lv)加(jia)(jia)倍(bei)，實現了均勻的(de)溫度分布，保留了100%潛(qian)熱儲(chu)存(cun)容(rong)量，同時也使(shi)(shi)得大面(mian)積和批次化太(tai)陽能(neng)熱儲(chu)存(cun)成為可能(neng)。與(yu)現有熱交換(huan)系(xi)統(tong)相(xiang)結合，可以直(zhi)接釋放儲(chu)存(cun)的(de)高(gao)溫熱能(neng)，加(jia)(jia)熱生活熱水或供暖(nuan)，甚至用于工(gong)業，比(bi)如產生蒸汽(qi)以及(ji)發電。

這一(yi)成果不僅為在高溫相變材料和(he)顯熱儲存介質中快速、有效地進行太陽能熱儲存提供了新的方法，而且還考慮了規模化的可能性和(he)相關問題(ti)，為未來的實際應用奠定了基礎(chu)。