可快速儲(chǔ)存熱量的創(chuàng)新技術(shù) 為電動(dòng)汽車座艙供暖

美國能源部阿貢國家實(shí)驗(yàn)室正在開發(fā)一種創(chuàng)新系統(tǒng)，可以快速儲(chǔ)存熱量，并在需要時(shí)將其釋放出來。從靈活性和效率上看，都超過傳統(tǒng)儲(chǔ)存方式。

（圖片來源：阿貢官網(wǎng)）

蓋世汽車訊 發(fā)電過程往往會(huì)產(chǎn)生熱量。不論在工廠、汽車，還是發(fā)電廠中，這種強(qiáng)大的能量來源，目前尚未得到充分利用。據(jù)外媒報(bào)道，美國能源部阿貢國家實(shí)驗(yàn)室正在開發(fā)一種創(chuàng)新系統(tǒng)，可以快速儲(chǔ)存熱量，并在需要時(shí)將其釋放出來。從靈活性和效率上看，都超過傳統(tǒng)儲(chǔ)存方式。

阿貢的熱能儲(chǔ)存系統(tǒng)（TESS），最初是為了捕獲和儲(chǔ)存集中式太陽能發(fā)電設(shè)施中的余熱而開發(fā)的。該系統(tǒng)也適用于各種商業(yè)應(yīng)用，包括海水淡化廠、熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）系統(tǒng)、工業(yè)化過程和重型卡車等。

回收和利用余熱可以提高效率，從等量燃料中提取更多能量，從而降低成本。如果電力或海水淡化廠運(yùn)行集中式太陽能設(shè)施，TESS系統(tǒng)可以在白天捕捉熱量，并在晚上釋放熱量，以保持工廠運(yùn)轉(zhuǎn)。阿貢高級材料科學(xué)家Dileep Singh表示：“無論何時(shí)，只要發(fā)生燃燒過程，你就浪費(fèi)了大約60%的熱能。從某種意義上說，這是一種熱能版電池，你可以用它來吸收和釋放熱量，而不是電能?！?/p>

阿貢的TESS是一種潛熱儲(chǔ)存系統(tǒng)，通過相變材料儲(chǔ)存能量，比如熔鹽。這種材料可以很好地保持熱量，但是，它們通常是不良導(dǎo)體，所以，吸收和釋放能量的時(shí)間太長。

為了解決這一問題，阿貢的研究人員提出新方法，將相變材料嵌入多孔、高導(dǎo)熱泡沫中。然后，利用惰性氣體，將泡沫密封在一個(gè)模塊內(nèi)，防止水分或氧氣進(jìn)入并降解組件。例如，其中儲(chǔ)存的熱量可以轉(zhuǎn)移至水中，然后，水變成蒸汽推動(dòng)渦輪機(jī)。為了適應(yīng)特定應(yīng)用，也可以利用不同的相變材料，對TESS系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。Singh稱：“我們技術(shù)的一大優(yōu)點(diǎn)在于模塊化，不需要特別大的儲(chǔ)存構(gòu)造。你可以在制造時(shí)調(diào)整模塊尺寸，如55加侖或更小，然后，按照所需要的量進(jìn)行安裝。”

研究人員已證明，TESS系統(tǒng)可以在超過700°C的溫度下工作。由于能量密度高，它比常用的顯熱存儲(chǔ)系統(tǒng)更小、更靈活。目前，研究人員正在嘗試將其應(yīng)用到凱普斯通渦輪公司（Capstone Turbine Corporation）的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中，以促進(jìn)熱回收。

在行業(yè)合作伙伴的幫助下，Singh和同事們不斷完善TESS 技術(shù)。他們自主開發(fā)了一個(gè)設(shè)施，以測試重復(fù)充放熱能。除了加強(qiáng)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)和擴(kuò)大海水淡化和發(fā)電廠的調(diào)度能力外，TESS系統(tǒng)還可以將廢熱轉(zhuǎn)化為重型卡車的機(jī)械能，或?yàn)殡妱?dòng)汽車提供熱量。就像TESS可以用作供熱電池，它可以用來制冷，比如可能成為商業(yè)建筑的冷卻選項(xiàng)。