Teicneolaíocht stórála teasa: feabhas a chur ar éifeachtúlacht úsáid chuimsitheach fuinnimh teasa
Faoi láthair, i go leor córais úsáide fuinnimh, tá contrárthacht idir neamhoiriúnú an tsoláthair fuinnimh agus an éilimh, agus mar thoradh air sin úsáidtear úsáid míréasúnta fuinnimh agus cuid mhór dramhaíola. Tá éifeachtúlacht fuinnimh cosúil le fuinneamh na gréine agus teas dramhaíola tionsclaíche íseal, rud a chuireann ní amháin acmhainní amú, ach a chuireann truailliú teirmeach neamhbhríoch leis an timpeallacht atmaisféarach freisin.
Ar an gcúis seo, is mórcheist anois é tiontú agus úsáid fuinnimh a fheabhsú nach mór do thíortha tosaíocht a thabhairt dóibh chun straitéisí forbartha inbhuanaithe a chur i bhfeidhm, agus tá forbairt na teicneolaíochta stórála teasa chun úsáid chuimsitheach agus éifeachtach a bhaint as fuinneamh teasa thar a bheith tábhachtach.
Acmhainní iomadúla ar fáil
Is é fuinneamh na gréine an foinse fuinnimh bunúsach is tábhachtaí i measc foinsí fuinnimh in-athnuaite. Is é" inexhaustible and inexhaustible" agus déantar é a dháileadh go forleathan agus saor ó thruailliú. Is fuinneamh glan eacnamaíoch é. Is féidir leis an ghrian fuinneamh 391 × 1021 kW a scaoileadh in aghaidh an tsoicind. Fiú mura bhfuil san fhuinneamh a radaítear go dromchla an domhain ach aon-2.2 billiún de, is ionann é agus 80,000 uair an domhain' s giniúint cumhachta. Is tír réasúnta saibhir í mo thír i bhfuinneamh na gréine. Tá radaíocht gréine bhliantúil de níos mó ná 6 GJ · m2 ag níos mó ná dhá thrian den tír agus uaireanta gréine bliantúla níos mó ná 2,200 h. Is é an fuinneamh radanta gréine bliantúil a fhaigheann dromchla an domhain' s i mo thír thart ar 50 × 1019 kJ, atá comhionann le 170 billiún tonna de ghual caighdeánach. Soláthraíonn acmhainní flúirseacha fuinnimh gréine chomh maith dálaí maithe do mo thír' s giniúint cumhachta gréine a fhorbairt agus a úsáid. Tagann teas dramhaíola tionsclaíche go príomha ó thionscail mar mhiotaleolaíocht, ábhair thógála agus cheimiceáin. Léirigh staitisticí in 2010 gurbh ionann acmhainní teasa dramhaíola tionsclaíche agus suas le 67% den teas breosla iomlán, agus shroich an ráta aisghabhála 60% de. Mar sin féin, tá ráta úsáide foriomlán na n-acmhainní teasa dramhaíola i mo thír íseal, agus tá ráta úsáide teasa dramhaíola na bhfiontar mór iarainn agus cruach thart ar 30%. ~ 50%.
Tá go leor le feabhsú ar ráta úsáide acmhainní teasa dramhaíola tionsclaíche i mo thír féin. Tóg an tionscal metallurgical mar shampla. In 2010, ba é aschur cruach amh mo thíre 627 milliún tonna. Bhí an fuinneamh a bhí sa ghás múcháin a táirgeadh comhionann le 30 milliún tonna de ghual caighdeánach, agus bhí an méid slaig chruach a táirgeadh thart ar 280 milliún tonna, agus bhí an fuinneamh teirmeach atá ann comhionann le 10 milliún tonna de ghual caighdeánach. . Faoi láthair, tá ráta úsáide teasa dramhaíola gáis múcháin i bhfiontair iarainn agus cruach baile thart ar 30%, agus tá ráta úsáide teasa dramhaíola slaig iarainn agus cruach beagnach nialas. Más féidir an ráta úsáide teasa dramhaíola de ghás múcháin a mhéadú go 90% agus an ráta úsáide teasa dramhaíola slaig chruach a mhéadú go 60%, is féidir 21.6 milliún tonna de ghual caighdeánach a shábháil gach bliain, is féidir laghdú astaíochtaí CO2 de thart ar 50 milliún a laghdú is féidir tonna, agus 3.3 billiún kWh de ghiniúint cumhachta a ghiniúint.
Is féidir a fheiceáil go bhfuil éileamh mór ar straitéis fuinnimh mo thíre' s, le buntáistí eacnamaíocha nach féidir a thomhas, agus go bhfuil tábhacht mhór ag baint le forbairt eacnamaíoch mo thíre' s, dul chun cinn sóisialta , agus slándáil fuinnimh náisiúnta. Mar sin féin, cibé acu is fuinneamh gréine nó acmhainní teasa dramhaíola tionsclaíche é, tá fadhbanna ann ó thaobh uaineach agus éagobhsaíochta, a chuireann bac mór ar chur chun cinn agus ar chur i bhfeidhm teicneolaíochtaí gaolmhara.
Riachtanas práinneach le teicneolaíocht stórála teasa folaigh meánteocht agus ardteocht
Féadann úsáid na teicneolaíochta stórála teasa an contrárthacht idir soláthar agus éileamh fuinnimh theirmeach a mhaolú i dtéarmaí ama, déine agus spáis, agus is bealach tábhachtach í chun na córais fuinnimh theirmeach a oibriú go barrmhaith. Cuimsíonn stóráil teasa trí fhoirm den chuid is mó: stóráil teasa ciallmhar, stóráil teasa folaigh agus stóráil teasa imoibriú ceimiceach.
Tá stóráil teasa imoibriú ceimiceach fós i gcéim an taighde thurgnamhaigh mar gheall ar a gcóras casta, deacracht theicniúil, agus droch-inoibritheacht; cé gur úsáideadh teicneolaíocht chiallmhar stórála teasa go forleathan, is í an dlús stórála teasa íseal in aghaidh an aonaid toirte d’ábhair stórála teasa is cúis le stóráil teasa Cuireann an méid mór ábhar leis an gcóras stórála teasa mórchumais toirtiúil, casta sa phróiseas, agus ard i gcostas .
Is éard atá i stóráil teasa nach maireann an teas folaigh a scaoiltear nó a ionsúitear le próiseas athraithe céime an ábhair stórála teasa chun teas a stóráil agus a scaoileadh. I gcomparáid le teicneolaíocht stórála teasa ciallmhar, tá buntáiste ag stóráil teasa folaigh dlús mór stórála teasa in aghaidh an aonaid aonaid, agus tá ionsú agus scaoileadh fuinnimh níos mó aige laistigh de raon teochta an aistrithe chéim, agus tá an raon teochta stórála agus scaoilte caol, rud atá tairbheach a mhuirearú agus a scaoileadh Tá teocht an phróisis theirmeach seasmhach.
D’fhonn éifeachtúlacht chomhshó fuinnimh a fheabhsú agus costais a laghdú, tá teicneolaíocht úsáide teirmeach gréine ag bogadh i dtreo teochtaí oibriúcháin níos airde. Tá teocht oibriúcháin ghiniúint cumhachta teirmeach níos mó ná 600 ° C, agus tá teocht cuid mhór teasa dramhaíola tionsclaíche an-ard freisin (mar shampla, is é teocht an gháis múcháin tiontaire 1600 ° C. Timpeall).
Ní mór dóibh seo go léir taighde agus forbairt a dhéanamh go práinneach ar theicneolaíochtaí stórála teasa folaigh meánteocht agus ardteocht. Cé go ndearna go leor scoláirí sa bhaile agus thar lear taighde ó leibhéil éagsúla mar ábhair agus phróisis le fada an lá, go dtí seo, níl aon chóras stórála teasa folaigh meánach agus teocht ard aibí ann a oibríonn ar bhealach cobhsaí.
Tar éis blianta fada de thaighde domhain sa réimse seo ag go leor aonad taighde baile agus eachtrannacha, in éineacht le stádas agus treochtaí reatha fhorbairt teicneolaíochta baile agus eachtrannacha, creidtear go bhfuil an méid seo a leanas os comhair na teicneolaíochta stórála teasa folaigh meánteocht agus ardteocht go príomha fadhbanna gan réiteach.
Ar dtús, tá easpa ábhar stórála teasa folaigh meánteocht agus ardteocht ann a bhfuil airíonna cuimsitheacha acu mar dhlús stórála teasa ard agus seoltacht láidir theirmeach. Is é bunús na teicneolaíochta stórála teasa folaigh ábhair athraithe céime. Faoi láthair, rinneadh taighde fairsing ar ábhair stórála teasa ag teocht íseal (& lt; 100 ° C) bunaithe ar chéir paraifín agus salann hiodráitithe, agus cuireadh i bhfeidhm é freisin i réimsí na tógála agus an éadaigh. Mar sin féin, tá easpa fós ar ábhair stórála teasa meánteochta agus ardteochta, go háirithe ábhair stórála teasa athraithe teocht ard le pointe leá> 600 ° C.
Ar an dara dul síos, salainn agus cóimhiotail neamhorgánacha den chuid is mó atá sna hábhair stórála teasa athraithe céime meánach agus ardteochta. Ar thaobh amháin, teastaíonn tuiscint dhomhain ar roghnú na n-ábhar iarrthóra ar theirmidinimic agus meicníochtaí cinéitice phróiseas aistrithe céim an ábhair. Ar an láimh eile, is gá tionchar an mhicreastruchtúir ar airíonna teirmeacha ábhair a nochtadh ó dhá ghné: aistriú teasa feabhsaithe agus stóráil teasa éifeachtach.
Ina theannta sin, tá cuimsiú na n-ábhar athraithe céime leacht-soladach agus meath na n-airíonna teirmeacha le linn an phróisis seirbhíse ina n-ábhar fíor-riachtanach freisin sa taighde ar ábhair athraithe céime meánteochta agus ardteochta. Is minic gur fadhb tranglam í seo i dtaighde agus i bhforbairt ábhair den sórt sin. Ábhair stórála teasa ardfheidhmíochta le forbairt
Rinne a lán eolaithe sa bhaile agus thar lear staidéar ar mhiotail mar ábhair stórála teasa. I 1980, Birchenall et al. thomhais agus rinne anailís ar airíonna teirmeafiseolaíocha cóimhiotail dhénártha agus thrínártha comhdhéanta de Al, Cu, Mg, Si agus Zn, atá flúirseach ar domhan, agus fuarthas amach go bhfuil teocht trasdula na céime sa raon 780 ～ 850 K agus saibhir i Si. Nó tá an dlús stórála teasa is airde ag cóimhiotail Al, agus ansin rinneadh staidéar fairsing ar ábhair stórála teasa athraithe céim cóimhiotal alúmanaim agus sileacain.
Tá raon leathan foinsí ag ábhair shalainn neamhorgánacha, luachanna eantalpachta athraithe mórchéime, agus praghsanna measartha, agus tá siad oiriúnach go háirithe le húsáid mar ábhair stórála teasa athraithe meánach agus ardteochta. Rinne na taighdeoirí staidéar ar airíonna teirmeafiseolaíocha salainn leáite le teocht níos airde ná 450 ℃, agus leathnaigh siad cur i bhfeidhm salann eutectic neamhorgánach le raon teochta 220 ℃ go 290 ℃ chuig réimse giniúna cumhachta teirmí gréine, agus rith siad tástálacha ar nós difreálach calorimetry scanadh. Modh, tomhaiseadh airíonna teirmeafiseolaíocha salann leáite.
Ina theannta sin, sáraíonn an ráta athraithe toirte i go leor córais salainn leáite roimh agus tar éis an athraithe céime 10%. Méadaíonn an ráta athraithe toirte níos mó na folúntais sa chóras ábhair athraithe céime salann leáite, bíonn tionchar aige ar an ráta stórála / scaoilte teasa, agus méadaíonn sé an stóráil teasa. Laghdaíonn deacracht dearaidh an trealaimh chórais an éifeachtúlacht stórála teasa. Ar an gcúis seo, rinne taighdeoirí staidéar ar chomhoiriúnacht ábhair stórála teasa athraithe salainn leáite le cruach dhosmálta, agus léiríonn na torthaí go bhfuil éifeacht mhaith frith-chreimthe ag cruach dhosmálta ar fhormhór na salainn leáite.
Ag an am céanna, feidhmíocht rothaíochta ábhair athraithe céime cóimhiotal alúmanaim-bhunaithe agus comhoiriúnacht le coimeádáin; comhoiriúnacht salainn leáite fluairíde le steels cóimhiotail eilimint miotail cóbalt, nicil agus teasfhulangach; comhoiriúnacht hiodrocsaíde litiam le hábhair struchtúrtha cóimhiotail I ngnéithe eile, rinne eolaithe taighde freisin.
Cé gur baineadh roinnt torthaí amach sa taighde ar ábhair stórála teasa athraithe céime meánach agus ardteochta, tá costas na n-ábhar athraithe céime miotail agus cóimhiotail ard, agus tá an dlús stórála teasa in aghaidh an mhais aonaid teoranta. Ina theannta sin, tá gníomhaíocht cheimiceach ábhair athraithe céime cóimhiotal miotail níos láidre tar éis athrú céime. , Cuireann creimeadh ardteochta trom srian mór ar a chur i bhfeidhm leathan i réimse na stórála teasa meánteochta agus ardteochta.
Mar ábhar stórála teasa athraithe céim, tá eantalpacht athraithe céime mór ag salann leáite, dlús stórála teasa ard, agus praghas measartha. Tá acmhainneacht mhór forbartha aige i réimse na n-iarratas stórála teasa meánteochta agus ardteochta. Mar sin féin, tá seoltacht theirmeach lag ag salann leáite agus tá fadhbanna creimeadh teocht ard aige le hábhair athraithe céime cóimhiotal miotail, ar fadhb í fós a chuireann srian ar a scála a chur i bhfeidhm.
Dá bhrí sin, is treocht dosheachanta i dtaighde ar ábhair stórála teasa meánteochta agus ardteochta agus forbairt dosheachanta d’fhorbairt na teicneolaíochta stórála teasa, ábhair stórála teasa ardfheidhmíochta agus a modhanna ullmhúcháin a fhorbairt.
Éilíonn scaipeadh fuinneamh na gréine, teas dramhaíola tionsclaíche, réise mór fuinnimh, agus nádúr uaineach an fhuinnimh in-athnuaite teicneolaíocht stórála teasa athraithe teochta meánach agus ardteochta.
Is éard atá i gceist le taighde ar theicneolaíocht stórála teasa ar mhórscála ná go dtrasnaíonn eolaíocht ábhair, innealtóireacht cheimiceach, innealtóireacht mheicniúil, aistriú teasa agus maise agus sreabhadh ilpháis.
Tá an-tábhacht ag baint le hábhair stórála teasa athraithe ardteochta agus ardteochta a fhorbairt i réimse na stórála teasa meánteochta agus ardteochta, go háirithe giniúint cumhachta teirmeach gréine, aisghabháil teasa dramhaíola tionsclaíche agus réimsí eile.
