能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)與環境的嚴峻形勢迫(po)使能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)生(sheng)產和消(xiao)費(fei)發(fa)生(sheng)變革,加(jia)快調整能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)結(jie)構(gou),構(gou)建清(qing)(qing)潔低碳高效(xiao)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)體系,盡可能(neng)(neng)利用清(qing)(qing)潔能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan),全方位推進(jin)清(qing)(qing)潔能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)供暖(nuan)是今后能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)發(fa)展的重要方向,清(qing)(qing)潔、效(xiao)率(lv)、效(xiao)益、智能(neng)(neng)是今后能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)技術發(fa)展的主旋律和創新驅動力。
中國(guo)(guo)科(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)院電(dian)工研(yan)(yan)究所(suo)(以下(xia)簡稱中科(ke)(ke)(ke)(ke)院電(dian)工所(suo))作為我國(guo)(guo)專門從事電(dian)氣科(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)研(yan)(yan)究的(de)(de)(de)特色(se)能(neng)源(yuan)(yuan)國(guo)(guo)立科(ke)(ke)(ke)(ke)研(yan)(yan)機構,在(zai)可再生能(neng)源(yuan)(yuan)領域已經(jing)有60多(duo)(duo)年(nian)(nian)(nian)的(de)(de)(de)研(yan)(yan)發積淀。特別是近(jin)十幾年(nian)(nian)(nian)來(lai)在(zai)國(guo)(guo)家(jia)科(ke)(ke)(ke)(ke)技部、中國(guo)(guo)科(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)院和(he)(he)(he)北京市等科(ke)(ke)(ke)(ke)技項目和(he)(he)(he)企業研(yan)(yan)發項目支(zhi)持下(xia),在(zai)清(qing)潔(jie)(jie)能(neng)源(yuan)(yuan)發電(dian)和(he)(he)(he)清(qing)潔(jie)(jie)供(gong)暖技術方面取得(de)了多(duo)(duo)項關(guan)鍵技術突破,并成功(gong)實施了具備代表性和(he)(he)(he)一定(ding)規模的(de)(de)(de)試(shi)驗(yan)示范工程(cheng)項目。近(jin)年(nian)(nian)(nian)來(lai),電(dian)工所(suo)又專門成立太陽能(neng)燃料清(qing)潔(jie)(jie)制(zhi)(zhi)備研(yan)(yan)究組,致力于解(jie)決清(qing)潔(jie)(jie)燃料制(zhi)(zhi)備(制(zhi)(zhi)氫)、太陽能(neng)熱化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)所(suo)涉及的(de)(de)(de)能(neng)量轉化(hua)(hua)(hua)(hua)與(yu)存儲(chu)(chu)(chu)關(guan)鍵科(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)問題,包括高密度長(chang)周期儲(chu)(chu)(chu)能(neng)技術、化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)反(fan)應動力學(xue)研(yan)(yan)究、催化(hua)(hua)(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)備、反(fan)應器的(de)(de)(de)設(she)計(ji)和(he)(he)(he)機理研(yan)(yan)究以及基于太陽能(neng)熱化(hua)(hua)(hua)(hua)學(xue)多(duo)(duo)聯產系統集(ji)成和(he)(he)(he)優化(hua)(hua)(hua)(hua)控(kong)制(zhi)(zhi)研(yan)(yan)究等。
近日,在“漢諾(nuo)威杯”2019第四屆嚴寒寒冷地區太陽(yang)(yang)能空氣能高效應用(yong)暨(ji)清潔供暖技術交流會上,中(zhong)科院電工所副(fu)研究員(yuan)、碩士生導(dao)師常春(chun)博士對太陽(yang)(yang)能熱化學制(zhi)氫與各種(zhong)儲熱技術進行(xing)了介紹,特將報告(gao)整理(li)如(ru)下,以供業界參(can)考。
一、清潔能源研究進展
1、制氫產業
氫(qing)(qing)能是目(mu)(mu)前(qian)(qian)已知最綠色潔凈的(de)二次能源(yuan)(yuan),燃(ran)燒產物只有水(shui)。此外,氫(qing)(qing)能源(yuan)(yuan)還有極(ji)高能量密度,高能源(yuan)(yuan)轉(zhuan)化效(xiao)率,資源(yuan)(yuan)豐(feng)富,制備(bei)方(fang)法多樣,分布廣泛,用途廣泛等(deng)突出優點。氫(qing)(qing)能源(yuan)(yuan)產業鏈(lian)包括制氫(qing)(qing)、儲運、加氫(qing)(qing)、氫(qing)(qing)能應用等(deng)環節,全(quan)產業鏈(lian)及政(zheng)策體系尚在不同(tong)程度的(de)完善進程中。目(mu)(mu)前(qian)(qian),工業每年(nian)用氫(qing)(qing)量超(chao)過5500億立方(fang)米。
2、制氫效益
制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)現有主要(yao)技術路徑有化石燃料制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)、工業尾氣(qi)(qi)制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)、化工原料制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)、電解(jie)水制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)等,預(yu)計(ji)國(guo)內(nei)2019年(nian)氫(qing)(qing)(qing)氣(qi)(qi)制(zhi)(zhi)備超(chao)2000萬噸,2022年(nian)產(chan)值(zhi)有望突破5000億(yi)元(yuan)。傳統能(neng)源制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)在(zai)當前(qian)國(guo)內(nei)外均占主導(dao),其中煤制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)生產(chan)成本最(zui)低,約10元(yuan)/千克。電解(jie)水和(he)太陽能(neng)熱化學循(xun)環制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)是(shi)極具前(qian)景和(he)成本下降空(kong)間的可(ke)持續清潔氫(qing)(qing)(qing)能(neng)源制(zhi)(zhi)備技術,2018年(nian)僅前(qian)三季度全國(guo)棄(qi)風棄(qi)光(262億(yi)度)如果采用(yong)電解(jie)水制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing),即(ji)可(ke)獲得52萬噸產(chan)量,可(ke)超(chao)過當前(qian)全國(guo)電解(jie)水制(zhi)(zhi)氫(qing)(qing)(qing)產(chan)量的一半(ban)。
圖:國際制氫現狀
圖:國內制氫現(xian)狀(單(dan)位:萬噸(dun))
3、制氫技術比較
針對(dui)可持(chi)續清潔氫(qing)能(neng)源制(zhi)(zhi)備技(ji)術,美國(guo)研究機構對(dui)光伏電解(jie)水制(zhi)(zhi)氫(qing)和太陽(yang)能(neng)熱(re)化學循(xun)(xun)環(huan)(huan)制(zhi)(zhi)氫(qing)未(wei)來發展做了分析,認為(wei)太陽(yang)能(neng)熱(re)化學循(xun)(xun)環(huan)(huan)制(zhi)(zhi)氫(qing)的(de)成(cheng)本降低主要(yao)驅(qu)動力還是反應器的(de)成(cheng)本下降,在政策的(de)驅(qu)動下其成(cheng)本下降速(su)度更快。預計到2039年,太陽(yang)能(neng)熱(re)化學循(xun)(xun)環(huan)(huan)制(zhi)(zhi)氫(qing)成(cheng)本可低于光伏電解(jie)水制(zhi)(zhi)氫(qing)技(ji)術。
4、太(tai)陽(yang)能熱化學循環制氫
1)基本原理
太(tai)陽能熱化(hua)學循(xun)(xun)環(huan)制氫是(shi)通(tong)過聚光系統產(chan)生高溫(wen)(wen)(wen)(500℃–2000℃),推動熱化(hua)學反(fan)應(ying)分解水或(huo)甲烷(wan)等制取氫氣等清(qing)潔燃(ran)料。太(tai)陽能熱化(hua)學循(xun)(xun)環(huan)制氫技術路徑多樣(yang),大(da)致可(ke)分為兩(liang)步(bu)法和(he)多步(bu)法。多步(bu)法可(ke)降低反(fan)應(ying)對(dui)高溫(wen)(wen)(wen)的(de)要(yao)求,但工(gong)藝流程復雜,提高效率和(he)降低成本(ben)的(de)潛(qian)力都相對(dui)較小(xiao);兩(liang)步(bu)法循(xun)(xun)環(huan)溫(wen)(wen)(wen)度高,工(gong)藝簡單(dan),適(shi)宜與聚光太(tai)陽能結合。典(dian)型的(de)兩(liang)步(bu)法制氫過程為:
還(huan)原步--在隔(ge)絕氧(yang)(yang)(yang)氣的高溫環境中,高價金屬氧(yang)(yang)(yang)化物受熱被還(huan)原為金屬單(dan)質或低(di)價金屬氧(yang)(yang)(yang)化物,脫(tuo)出氧(yang)(yang)(yang)氣。若在還(huan)原步引(yin)入碳元(yuan)素,可以(yi)降低(di)反應發(fa)生(sheng)溫度,但會增加產物氫(qing)氣的分(fen)離(li)難度。
氧化(hua)(hua)(hua)步--通(tong)入水蒸氣,金(jin)屬(shu)單質或低價金(jin)屬(shu)氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)被氧化(hua)(hua)(hua)為高價金(jin)屬(shu)氧化(hua)(hua)(hua)物(wu),同(tong)時產生氫氣,固體和氣體易分離。
2)太陽能熱化(hua)學循環制(zhi)氫技(ji)術(shu)研(yan)究現狀(zhuang)
(1)太陽能→化學(xue)能轉換效率理論約50%。目前(qian)達到6%(瑞士PSI,ETH);
(2)世界(jie)上最大的熱化(hua)學(xue)反應器750kW(德國DLR)。尚未大型化(hua),產業化(hua)。
3)太陽能熱化學(xue)循環制氫目前(qian)存在的(de)關鍵(jian)科學(xue)技術問題
(1)材料層面(mian):反應物基對(dui)材料化(hua)學(xue)(xue)熱力(li)學(xue)(xue)、動(dong)力(li)學(xue)(xue)、穩定(ding)性;
(2)器(qi)件層面:反應(ying)器(qi)內(nei)多場耦(ou)合傳熱機理;
(3)系統(tong)層(ceng)面:基于(yu)太陽(yang)能(neng)熱(re)化學制燃料(liao)的多聯產(chan)系統(tong)構建。
4)中科院(yuan)電工所已(yi)經開展(zhan)的研究工作
(1)材料(liao)層面:鈣鈦礦(kuang)等新型(xing)反應物材料(liao)(制備、結(jie)構、表征、化學(xue)反應性、穩定(ding)性);
(2)器(qi)件(jian)層面:高倍聚(ju)光光源,10kW太陽能熱化學反(fan)應(ying)器(qi)樣機(ji),熱效率≥40%(熱質(zhi)傳遞耦合作用機(ji)理(li));
(3)系統層面:基(ji)于太(tai)陽(yang)能熱化學循環制(zhi)燃(ran)料的多聯產系統拓(tuo)撲及優(you)化方(fang)法。
此(ci)外,中科(ke)院電工所(suo)在磁場(chang)輔助電解水制氫方面也做了探索性研究。
二、清潔供暖
1、技術路徑與存在問題(ti)
目前解決清潔(jie)供暖(nuan)的(de)(de)主要(yao)技(ji)(ji)術(shu)(shu)路徑有天然氣分(fen)布式(shi)熱(re)(re)(re)(re)電(dian)聯產供能(neng)(neng)、多(duo)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)互(hu)補(bu)(bu)的(de)(de)太陽能(neng)(neng)跨季節供熱(re)(re)(re)(re)、低(di)(di)谷電(dian)力蓄熱(re)(re)(re)(re)供熱(re)(re)(re)(re)、各類(lei)熱(re)(re)(re)(re)泵供暖(nuan)等(deng)。總(zong)的(de)(de)來說,上述(shu)技(ji)(ji)術(shu)(shu)在(zai)供能(neng)(neng)模(mo)式(shi)遴(lin)選、系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)集成度、系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)適宜性、熱(re)(re)(re)(re)源(yuan)(yuan)與末端(duan)匹配性、儲熱(re)(re)(re)(re)等(deng)關鍵部(bu)件基(ji)礎研(yan)究、系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)初(chu)投(tou)資或經濟(ji)性、系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)調控(kong)等(deng)環節中的(de)(de)某幾方面尚且存在(zai)不足。以多(duo)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)互(hu)補(bu)(bu)太陽能(neng)(neng)跨季節供熱(re)(re)(re)(re)技(ji)(ji)術(shu)(shu)為例,丹麥(mai)等(deng)發達國家已經有因地制宜商業化(hua)運(yun)行的(de)(de)多(duo)個不同的(de)(de)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong),具有很好(hao)的(de)(de)穩定性和經濟(ji)性。國內在(zai)適合嚴寒(han)寒(han)冷地區(qu)供熱(re)(re)(re)(re)的(de)(de)集熱(re)(re)(re)(re)器、低(di)(di)成本規模(mo)化(hua)儲熱(re)(re)(re)(re)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)設計和建(jian)設、多(duo)能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)互(hu)補(bu)(bu)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)集成優化(hua)和調控(kong)技(ji)(ji)術(shu)(shu)等(deng)方面正處(chu)于(yu)開發示范階段。
2、儲熱主要類型
由(you)于(yu)供(gong)熱(re)(re)和(he)用(yong)熱(re)(re)都(dou)存在(zai)時空(kong)分布和(he)強(qiang)度方(fang)面都(dou)存在(zai)不匹配的(de)(de)特(te)點,低成(cheng)本儲熱(re)(re)技(ji)術是(shi)上述清潔供(gong)暖系統都(dou)需要(yao)解決的(de)(de)關(guan)鍵(jian)技(ji)術。熱(re)(re)能(neng)傳輸與存儲是(shi)幾乎所有能(neng)源(yuan)利用(yong)技(ji)術中的(de)(de)關(guan)鍵(jian)科學問題(ti),當前儲熱(re)(re)成(cheng)本在(zai)所有規(gui)模化(hua)儲能(neng)技(ji)術中最低,全球(qiu)儲熱(re)(re)市場近年(nian)來(lai)以(yi)18.7%的(de)(de)復合(he)增長率迅(xun)速發展。儲熱(re)(re)按技(ji)術原理可以(yi)分為(wei)顯熱(re)(re)儲熱(re)(re)、相變儲熱(re)(re)和(he)熱(re)(re)化(hua)學儲熱(re)(re)三大類(lei)型。
1)顯熱儲熱
(1)技術問題
顯(xian)熱(re)(re)(re)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)包(bao)含(han)固體顯(xian)熱(re)(re)(re)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)和液體顯(xian)熱(re)(re)(re)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)兩大類(lei)。液體儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)主要有(you)(you)水、導熱(re)(re)(re)油、熔融鹽等;固體儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)主要有(you)(you)土壤、砂石、混凝(ning)土、金屬、陶(tao)瓷等。顯(xian)熱(re)(re)(re)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)不僅僅局(ju)限(xian)于(yu)材(cai)料(liao)密度(du)、比熱(re)(re)(re)和儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)溫度(du)范圍,其共性科學問題還(huan)包(bao)括:在(zai)材(cai)料(liao)方(fang)面,需要解決(jue)材(cai)料(liao)穩定性、腐蝕(shi)性、提高導熱(re)(re)(re)系數等;在(zai)設(she)備(bei)方(fang)面,需要解決(jue)設(she)備(bei)容(rong)量(liang)(liang)(liang)、結構(gou)的優(you)化以及設(she)備(bei)內部強化換熱(re)(re)(re)問題;系統層面,需要解決(jue)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)容(rong)量(liang)(liang)(liang)與供(gong)熱(re)(re)(re)量(liang)(liang)(liang)、用熱(re)(re)(re)量(liang)(liang)(liang)大的匹配優(you)化、合理調度(du)與智能化控制。
(2)研(yan)究和示范現狀(zhuang)
?國內外已(yi)有的研究均局(ju)限于圓柱(zhu)形(xing)水箱的散(san)熱和分(fen)層問題;
?丹(dan)麥已有(you)跨季節儲熱項目,每個儲熱池結構和技術方案均有(you)差異(yi)。
(3)難點
?邊坡穩定性(xing)及成本約束(shu)下的(de)water-pit形狀;
?儲熱效率;
?自然對流抑制;
?斜溫層保持;
?多參數非(fei)均(jun)勻(yun)非(fei)穩態復雜邊界條件。
(4)中科(ke)院電工(gong)所開展的工(gong)作(zuo)
近十幾(ji)年來,中科院(yuan)電(dian)(dian)工所(suo)太陽(yang)能熱(re)發電(dian)(dian)技術團隊對飽和水、導(dao)熱(re)油、熔融鹽、混(hun)凝土、陶瓷等顯熱(re)儲熱(re)技術開展了(le)研究和示范工作。
此外,針(zhen)對(dui)規模化(hua)太陽能(neng)跨(kua)季(ji)節(jie)供熱(re)技術(shu),中科院(yuan)電(dian)工所(suo)開展(zhan)了基(ji)于嚴寒寒冷地區環境適應的新型低成本集熱(re)方式(shi)、大(da)型跨(kua)季(ji)節(jie)水體儲熱(re)、多能(neng)互(hu)補集成和智能(neng)化(hua)控制技術(shu)等方面的研究和示范工作。以(yi)跨(kua)季(ji)節(jie)水體儲熱(re)池(chi)為例:
通過實驗與理(li)論研究,獲得了大型跨(kua)季節儲熱(re)水體(ti)內溫度分層機(ji)制(zhi)及(ji)自然(ran)對流(liu)發(fa)展(zhan)規律(lv),為(wei)儲熱(re)水體(ti)結(jie)(jie)構優(you)化設(she)(she)計(ji)、溫度分層器結(jie)(jie)構設(she)(she)計(ji)、儲熱(re)系統運行控制(zhi)優(you)化提供理(li)論支撐(cheng)。
2018年(nian)10月,中(zhong)科院電工所研制(zhi)的(de)(de)一期集(ji)(ji)熱(re)(re)(re)-儲熱(re)(re)(re)-供熱(re)(re)(re)全(quan)系統(tong)熱(re)(re)(re)控平(ping)臺--張家口(kou)(kou)黃帝(di)城(cheng)小鎮集(ji)(ji)中(zhong)型(xing)太(tai)陽能(neng)供熱(re)(re)(re)示范(fan)系統(tong)建成運行,在(zai)無外界輔助能(neng)源條件下(xia),為張家口(kou)(kou)市涿鹿縣礬山鎮黃帝(di)城(cheng)小鎮達(da)華建國酒店(dian)共計3000㎡-5000㎡的(de)(de)建筑穩定持續供暖(nuan),成功(gong)將多(duo)年(nian)研發(fa)的(de)(de)集(ji)(ji)中(zhong)型(xing)太(tai)陽能(neng)供熱(re)(re)(re)技術推向示范(fan)應用(yong),系統(tong)出水(shui)溫度達(da)到90℃要求時,在(zai)冬季的(de)(de)熱(re)(re)(re)效率可(ke)達(da)到50%以上(折算在(zai)太(tai)陽能(neng)采光面積(ji)上)。涉及的(de)(de)關鍵部件完(wan)全(quan)使用(yong)中(zhong)科院自主知(zhi)識產權產品。
2)相(xiang)變(bian)/復合(he)相(xiang)變(bian)儲熱
相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)儲(chu)熱(re)(re)是近(jin)年來儲(chu)熱(re)(re)技術(shu)中(zhong)的研究(jiu)熱(re)(re)點(dian),主要利用相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)材料(liao)的潛熱(re)(re)來實現熱(re)(re)量存儲(chu)。相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)材料(liao)儲(chu)熱(re)(re)密度(du)(du)可以(yi)達到顯熱(re)(re)儲(chu)熱(re)(re)的2倍,儲(chu)熱(re)(re)設(she)備結(jie)構(gou)更(geng)加緊湊,充(chong)放熱(re)(re)溫(wen)度(du)(du)接近(jin)等溫(wen),系統調(diao)控難度(du)(du)小。目前(qian)主要開展(zhan)的是鹽(yan)類和金屬合金類的相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)體系研究(jiu)與應(ying)用。復合相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)儲(chu)熱(re)(re)材料(liao)可以(yi)改(gai)善(shan)單純相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)儲(chu)熱(re)(re)材料(liao)在結(jie)構(gou)成型(xing)差、高溫(wen)腐蝕、導熱(re)(re)系數低(di)等難題,是相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)(bian)(bian)儲(chu)熱(re)(re)技術(shu)研究(jiu)的發(fa)展(zhan)趨(qu)勢。
通過(guo)與(yu)國內外研(yan)究機構和企業合(he)作,中科院(yuan)電(dian)工(gong)所在(zai)無機鹽與(yu)納米顆(ke)粒、金屬、多孔陶(tao)瓷等復合(he)材(cai)料(liao)儲熱技術方面開展了理論、實驗(yan)和示(shi)范(fan)研(yan)究工(gong)作,技術可推廣(guang)應用到低(di)谷電(dian)力蓄熱供暖領域。
3)熱化學儲熱
熱化學儲(chu)(chu)熱技術是利用可逆(ni)化學反應中的(de)吸(xi)熱和放熱過程(cheng)來實(shi)現能(neng)量的(de)轉換,利用分解產物(wu)實(shi)現熱能(neng)與化學能(neng)到存儲(chu)(chu)。只(zhi)要將儲(chu)(chu)能(neng)物(wu)質妥善保(bao)存,熱化學儲(chu)(chu)熱可以實(shi)現無熱損(sun)的(de)長周(zhou)期(qi)大規(gui)模(mo)儲(chu)(chu)熱,其儲(chu)(chu)能(neng)密度可以達到相變儲(chu)(chu)熱和顯熱儲(chu)(chu)熱的(de)5倍(bei)到10倍(bei),極具開發(fa)前景。
目前國內外已經(jing)開(kai)展了7大(da)體(ti)(ti)系(xi)(xi)、上百種(zhong)熱(re)(re)化學(xue)(xue)反(fan)(fan)應(ying)(ying)的(de)研究,均處于試(shi)驗研究的(de)不同階(jie)段(duan)。其中(zhong)(zhong)有些反(fan)(fan)應(ying)(ying)體(ti)(ti)系(xi)(xi)也可以利用(yong)到制(zhi)(zhi)氫、儲氫與二氧化碳捕捉或(huo)封存等(deng)領(ling)域。熱(re)(re)化學(xue)(xue)儲熱(re)(re)涉及(ji)多學(xue)(xue)科(ke)交叉,主要有:化學(xue)(xue)反(fan)(fan)應(ying)(ying)動力學(xue)(xue),例如反(fan)(fan)應(ying)(ying)種(zhong)類的(de)選(xuan)擇(ze)、反(fan)(fan)應(ying)(ying)物(wu)的(de)改性(xing)、副(fu)反(fan)(fan)應(ying)(ying)的(de)抑(yi)制(zhi)(zhi)、反(fan)(fan)應(ying)(ying)溫度(du)、反(fan)(fan)應(ying)(ying)速率以及(ji)催化劑的(de)研制(zhi)(zhi)等(deng);化工機械(xie):反(fan)(fan)應(ying)(ying)器設計(ji)、反(fan)(fan)應(ying)(ying)過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)的(de)熱(re)(re)質傳遞(di)等(deng);工程熱(re)(re)物(wu)理:流動與傳熱(re)(re)強化、系(xi)(xi)統熱(re)(re)力學(xue)(xue)分析;材料科(ke)學(xue)(xue):腐(fu)蝕性(xing)、相容性(xing)、摻雜改性(xing)材料制(zhi)(zhi)備(bei)表征等(deng);系(xi)(xi)統控制(zhi)(zhi):系(xi)(xi)統優(you)化設計(ji)、運行(xing)調(diao)控、經(jing)濟模型等(deng)。基于氫氧化鈣儲能(neng)密度(du)大(da),安全(quan)無毒,價格(ge)低廉,反(fan)(fan)應(ying)(ying)壓力低,反(fan)(fan)應(ying)(ying)溫度(du)適中(zhong)(zhong)的(de)優(you)點,電工所已經(jing)在氫氧化物(wu)體(ti)(ti)系(xi)(xi)開(kai)展研究工作,旨在通過(guo)(guo)材料改性(xing)、反(fan)(fan)應(ying)(ying)器內部熱(re)(re)質傳遞(di)優(you)化和系(xi)(xi)統設計(ji)解決(jue)該(gai)技術中(zhong)(zhong)現有的(de)燒結、腐(fu)蝕和循環壽命方面難題。