太陽能是存在最為普遍、資源最豐富的資源之一,但是由于其能量一年四季的變化不均勻,因此應用起來較為困難,在這種情況下,研究適當的儲能技術就成為了能量研究人員的工作重點,將多余的太陽能儲存起來,在需要的時候再將其釋放,并且通過更好的能量轉換技術滿足人們的生活,而固體吸附式技術是其中發展最為迅速、應用最為廣泛的儲能技術,國內外的研究人員通過對性能、結構等方面的研究獲得了大量的成果,其中研究最多的就是沸石分子篩儲能技術,目前對于將沸石分子篩作為儲能材料研究還不夠成熟,主要集中在吸附制冷方面,但是沸石的工質可以表現出很強的儲熱效果,只是研究水平還沒有達到而已,因此目前看來,沸石分子篩的吸附特性的研究一直都會是工作的重點方向。

沸石分子篩儲能的應用-國投盛世

一、沸石分子篩儲能應用研究

1、沸石分子篩工質特性優化

在吸附制冷儲能研究中,選擇對的蓄熱吸附工質是必不可少的,通過優化吸附工質可以增大單位質量工質的蓄熱量,提高系統的性能指數。目前所研究的重點方向就是將天然沸石分子篩作為吸附劑進行儲能研究,國內的研究員將天然沸石作為吸附劑,以太陽能作為熱源進行吸附/脫附動態特性研究,并且在記錄了一定的基礎參數之后確定了一種固化復合吸附劑,這種吸附劑主要由一種沸石作為主要成分,吸附性能強且吸附量足夠大,而為了獲得更大的平衡吸附量,對現有的吸附劑進行特性效果優化,研究人員將氯化鈣復合到中孔的沸石分子篩中,吸附量提高了兩倍,在吸附量滿足條件之后,研究人員利用離子交換等方法合成了一種復合沸石網孔材料,極大地提高了本身的儲能性能。

2、沸石分子篩吸附床性能研究

為了更好的讓沸石分子篩具有吸附儲能的效果,國內外研究人員針對沸石分子篩吸附床的傳熱傳質過程進行了實驗和理論研究,發現對吸附器的傳熱效果進行強化之后,可以很明顯的提高吸附循環速度,提升循環效率。另一方面,為了更好的研究傳熱傳質過程的性能,研究人員建立了沸石-水吸附式制冷系統吸附床,這個模型使得研究人員發現了肋片數量和參數等因素對導熱系數的影響:適當的增大肋片的數量可以提高吸附床的性能,增強其吸附能力。另外,通過對固體吸附系統中的傳熱過程進行數學建模,可以得到吸附床內吸附劑和換熱管內流體互相耦合的溫度場,針對新型分子篩吸附制冷單元進行研究,并將導熱作為控制方程,建立數學模型,對其進行計算機求解后發現,傳熱動力才是控制脫附過程的主要因素。

3、沸石分子篩實際應用研究

對于能源方面來說,吸附現象的應用尤其廣泛,而通過更多的試驗和研究之后發現沸石分子篩的吸附能力強,所制成的成品儲能效果好,我國現階段許多吸附脫附循環的研究都是圍繞沸石分子篩進行的。很明顯,在能源利用方面吸附式儲熱是一門新的研究領域,更是發展方向廣闊、發展規模宏大的一項領域。

二、沸石分子篩儲能的研究發展方向

總的來說,我國在吸附制冷、沸石特性上的研究都比較深入,但是關于沸石分子篩吸附床的研究和實踐都集中在制冷方面,而對于儲能方面的應用還有待進一步的研究和發展,另外,即使目前為了沸石分子篩儲能研究了吸附/解附等過程,但是研究方向并不是十分直觀,且研究出來的理論參考條件不合理,有些結果是只考慮到了吸附床內參數的變化,有的是只考慮了吸附量的變化,并沒有得出比較全面客觀的研究結果,也就是說,想要將沸石分子篩完全的應用到儲能領域,還需要一套完整的理論基礎,并針對理論結果繼續研究和改善,對沸石分子篩儲能性能深入研究,并逐步開發出強化儲能/釋放能的熱傳遞理論指導,從而達到實用性的研究結果。

隨著科技的不斷發展,人們一直在致力于尋找合適的儲能技術,以最小的低價滿足人們對生活的需求,作為固體吸附式儲能的優秀代表,沸石分子篩儲能方式自從被發現之后就一直是研究人員的關注重點,而對于其研究更是日益進步,有關沸石分子篩儲能理論模型不斷完善,無論是對復合吸附劑的物理特性的研究,還是沸石傳熱傳質能力的研究,又或者沸石分子篩儲能性能理論特性模型的建立,都在說明未來沸石分子篩儲能的應用前景十分廣闊,相信不久的將來,沸石分子篩儲能技術必將成為最重要的儲能手段,為生產生活提供更有效的保障。