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

汽車(chē)玩家 ? 來(lái)源:蓋世汽車(chē) ? 作者:Elisha ? 2020-04-20 17:18 ? 次閱讀

美國(guó)能源部阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室正在開(kāi)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(lái)。從靈活性和效率上看,都超過(guò)傳統(tǒng)儲(chǔ)存方式。

(圖片來(lái)源:阿貢官網(wǎng))

蓋世汽車(chē)訊 發(fā)電過(guò)程往往會(huì)產(chǎn)生熱量。不論在工廠(chǎng)、汽車(chē),還是發(fā)電廠(chǎng)中,這種強(qiáng)大的能量來(lái)源,目前尚未得到充分利用。據(jù)外媒報(bào)道,美國(guó)能源部阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室正在開(kāi)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(lái)。從靈活性和效率上看,都超過(guò)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(yáng)能發(fā)電設(shè)施中的余熱而開(kāi)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(chǎng)、熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)系統(tǒng)、工業(yè)化過(guò)程和重型卡車(chē)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(chǎng)運(yùn)行集中式太陽(yáng)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(chǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)。阿貢高級(jí)材料科學(xué)家Dileep Singh表示:“無(wú)論何時(shí),只要發(fā)生燃燒過(guò)程,你就浪費(fèi)了大約60%的熱能。從某種意義上說(shuō),這是一種熱能版電池,你可以用它來(lái)吸收和釋放熱量,而不是電能。”

阿貢的TESS是一種潛熱儲(chǔ)存系統(tǒng),通過(guò)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(zhǎng)。

為了解決這一問(wèn)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(duì)TESS系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。Singh稱(chēng):“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(guò)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(kāi)發(fā)了一個(gè)設(shè)施,以測(cè)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(chǎng)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(chē)的機(jī)械能,或?yàn)殡妱?dòng)汽車(chē)提供熱量。就像TESS可以用作供熱電池,它可以用來(lái)制冷,比如可能成為商業(yè)建筑的冷卻選項(xiàng)。

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