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  • 1 # 使用者8817694511088

    眾所周知,地球上的能源是不能憑空生成或者消失的,然而,伴隨著科技水平的進步和人們對能量需求的日益增加,更加有效的能量儲存方式也在不斷地發展。能量儲存系統正在透過建立未來能源供應的方式,來為能源消費者提供一種具有彈性的能量基礎設施——這種基礎設施可以兼顧實用性和低建設成本。

    目前,全球主要使用的儲能方式主要有6種:固態電池,流體電池,渦輪,壓縮空氣儲存,熱力儲存和抽水動力系統。無論是熱能、太陽能、動能、化學還是核能,我們選擇儲能方式的依據完全取決於所要儲存的能量型別。

    陶瓷,無論我們將其劃分為無機材料還是非金屬材料,它所表現出來的各種屬性,都遠遠超出了作為容器材料的傳統用途。陶瓷具有硬度高、強度高、耐久性強、熔點高、化學性質不活潑、耐酸性高、不易被氧化等特點,而且陶瓷還是良好的電絕緣體和熱絕緣體——這個特點使得我們可以將其用於某些與能量需求相關的場合中。

      陶瓷儲能系統

    近年來,能源工業企業開始關注基於陶瓷材料的能量儲存系統的開發,主要原因是陶瓷能夠有效地承受能量供應過程中產生的高溫。

    2010年,德華人Kraftanlagen Munchen開發出早期陶瓷能量儲存系統之一,他們在陶瓷熱儲存模組中成功儲存了高達10 MWh的太陽能熱能。該模組內使用陶瓷作為填充材料,當熱空氣流過時,陶瓷填充材料會被加熱——這種儲能方式可以在高達700℃的溫度下進行熱能儲存。

    這個儲能系統還可以在遇到多雲天氣的時候,逆轉儲能過程來釋放能量。這樣,在使用過程中既保證了系統的可靠執行,也降低了系統的成本。該系統既可以單獨使用,也可以與使用太陽能的露天接收器相結合來得到更好的使用效果。

      

      陶瓷儲能系統研究

    研究人員在對這種陶瓷系統繼續進行研究,並努力尋找使其能夠更長時間儲存熱能的方法。

    東京大學的研究人員開發了一種名為“熱儲存陶瓷”的新型材料,其可以用作太陽能熱發電系統的儲熱材料。儲熱陶瓷還使得工業廢熱得到有效利用——使用儲熱陶瓷能夠在施加60MPa的弱壓力的情況下回收熱能,並根據需要釋放儲存的熱能。

    由Ohkoshi教授的研究小組開發的一種名為條紋型λ五氧化三鈦的材料,僅由鈦原子和氧原子組成,能夠吸收和釋放高達230 kJ L-1的熱能。當電流透過陶瓷材料或Sunny照射時,熱能便可以被儲存起來,然後通過幾種不同的方法吸收和釋放儲存的熱能。

    隨著人們越來越關注太陽能熱發電系統在實際生產生活的應用,部分歐洲國家開始積極地推廣該系統。因此,儲熱陶瓷也具備了用於先進電子裝置的可能性。

    Ceramatec公司是一傢俱有創新技術的先進公司,他們力致於將高風險理念轉化為市場化解決方案。由於太陽能和風能等可再生能源逐漸成為家庭和企業供電方式的理性選擇,Ceramatec正在探索幾種不同方案來解決如何有效儲存能源的問題。

    在未來,可持續陶瓷能源儲存系統有望提高電動車輛以及其他同類裝置的效率。類似地,陶瓷也被用作無毒塗層以防止金屬表面的生鏽,以及作為無化學成分水過濾器的補充材料。

    陶瓷在能量儲存上的應用潛力似乎是無限的,因為其用途在隨著可再生能源技術領域的不斷髮展中會逐步得到擴充套件。

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