結合熱化學儲能技術的壓縮空氣儲能系統（CAES）示意圖

 

美國俄勒岡州立大學科學家提出，通過回收壓縮空氣儲能系統（CAES）的熱量來提高效率。

 

該研究的報告作者Nicholas AuYeung說，“與所有類型的儲能系統相比，傳統壓縮空氣儲能系統（CAES）儲能成本相對較低，我們認為采用這項技術將會提高這一優勢。雖然尚未進行成本分析，但我們有興趣進行徹底的技術經濟分析。”  

 

在《能量轉換與管理》期刊上發表的名為《壓縮空氣儲能的熱化學的熱回收》論文中描述了這一新方法，該方法包括采用熱化學儲能（TCES）技術將能量儲存在化學鍵中，以回收空氣壓縮操作過程中產生的熱量。該研究報告指出，“基于金屬氧化物氧化還原反應的熱化學儲能（TCES）在高氧分壓下可以釋放氧氣，這是特別令人感興趣的技術，盡管可以考慮在高壓下運行的化學反應，但這些方案通常采取固氣反應形式。”

 

科學家建議，在壓縮空氣儲能系統（CAES）的操作過程中，通過三種不同的策略使用電阻加熱分解氧化鋇：在固體-氣體反應中利用TCES材料反應床直接傳熱；熱空氣與TCES系統之間的間接傳熱；以及直接和間接傳熱的結合。

 

AuYeung說，“我們研究了TCES技術，其中在反應床中填充了巖石和氧化鋇。我們的研究結果表明，由于氧化鋇的熱容量和反應熱相對較低，因此采用TCES技術的反應床和沒有采用TCES技術的反應床之間的往返效率相似。”  

 

據他介紹，采用這種技術的壓縮空氣儲能系統（CAES）可以確保60%的往返效率，在充電后持續放電時間為20小時。相比之下，傳統壓縮空氣儲能系統（CAES）的往返效率只有40%到50%。AuYeung解釋說，“為了更好地說明這一概念潛力，我們提出了一種假設材料，其熱容量與巖石相同，但熱化學儲能容量是氧化鋇的三倍，我們在模型中研究了這種假設材料。結果表明，可以提高5%的以上往返效率以及更長的持續放電時間。此外，需要減少45%的填充量才能實現類似于填石層的儲能容量。”

 

AuYeung總結道，“我們的研究團隊正計劃研究更多材料，例如水合物和碳酸鹽等一些非氧化學物質，它們具有假設的特性（例如高熱容量和高反應熱），我們已經研究過這些材料，但現在還沒有確定哪一種材料更加可用。”