
为什么 沸石对能源存储很有趣。
我们大部分的能量转化为热量,而大量的热量在产生的瞬间就被浪费掉了。 废热来自炉子、生物气体发动机、焚烧炉、数据中心或其他工业设施,常常因为没有人需要而直接排出烟囱。 基于沸石的储存 可以是一种保持热量的方法.
沸石(也称为分子筛)常用于工业干燥过程中的干燥剂,是高度多孔的材料,能够 吸附水分子. 这些分子像微小的磁铁一样附着在材料的内部表面上,并且 释放热量。对于每一个在化学课上认真听讲的人来说:这是一个 放热过程.
在吸附过程中释放的热量是使用分子筛作为热能存储基础的关键。
运作方式。
1
充电
沸石天然含有水分。通过热空气或蒸汽,可将水分从其孔隙中排出,从而使沸石干燥。在此“干燥状态”下,所输入的热能便以化学势能的形式被储存起来。
2
存储
只要沸石保持干燥,能量便会储存在其中。它无需隔热,也不会发生自放电——即便经过较长的时间亦是如此。
3
放电
当需要热量时, 水蒸气流过沸石. 水再次与其结合, 储存的热量被释放.
为什么开发人员会关注沸石。
每单位体积的热量约为水的三到四倍,因此储存单元变得更小。
储存的热量不会泄漏,这使得几周到几个月的储存变得现实。这是相对于水箱和相变材料的主要优势。
充电容器可以从废热源移动到其他地方的消费者。这在德国的一家废物焚烧厂和一家工厂中得到了证明。
相同的吸附效应用于储存、热泵和热驱动冷却。
该技术目前处于什么水平。
沸石热储存是真实的,但早期.
今天的证据来自研究示范,例如Fraunhofer IKTS的150 kWh单元和在德国工业试点中达到78%整体效率的移动容器。季节性太阳能储存与Vaillant在欧盟项目COMTES中进行了测试。
仍然存在开放的问题: 系统成本、床内的热传递以及数千个循环的循环稳定性。进入反应器的材料是影响这三者的最大杠杆之一。
尽管如此,其潜力依然巨大。随着能源需求持续增长——尤其是在数据中心这类高能耗设施中——热能存储技术有助于捕获并再利用废热,从而提升工业流程的能效。
什么类型的沸石是需要的?
对于储存,沸石的评判标准与传统吸附不同:
可用水分吸收 在您实际的温度范围内
吸附热 每千克
再生温度, 决定了哪个热源可以为其充电
循环稳定性 在重复的水合和脱水下
形状和大小 (颗粒、颗粒),因为床内的压降和热传递依赖于它们
机械强度, 以避免在多个循环中磨损和灰尘
粘合剂还是无粘合剂?
大多数工业使用的沸石含有粘合剂。它们像 胶水一样将晶体结构粘合在一起,在形成珠子或颗粒时。作为交换,放弃了一小部分吸附能力,因为粘合剂通常是无活性的成分。
因此,无粘结剂沸石的结构稳定性相对较弱,但具有更强的吸附性能和更高的工作容量。
更高的容量 = 储存更多的能量
GIEBEL 沸石。
常见问题 - 您的问题, 已解答.
研究小组报告称 大约是三到四倍 每单位体积的热量. 这意味着对于相同的能量,储存单元要小得多。确切的数字取决于沸石、温度和系统设计.
不会, 不是通常意义上的。热量是物理保持的,因此干燥的沸石只要远离湿气就能保持其能量。根据研究,这些系统能够在几个月内储存热量,而不会有任何显著的基线效率损失.*
*弗劳恩霍夫研究所,能源转型的热储存(2021)
这取决于沸石和系统。演示器已使用废热和太阳能热,某些项目正在研究低于100°C的低品位热充电。告诉我们你的热源,我们可以讨论哪些沸石类型值得测试。
它还 没有达到规模。正在测试的演示器在运行,但成本、床内热传递和长期循环稳定性仍在研究中。
已发表的工作中常见的候选者包括 13X 和NaY类型。选择取决于你的温度范围、循环次数和反应器设计。我们可以提供样品,以便你在自己的设备上进行测试。

