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EBE ┃ 最新研究为远距离热能输送提供解决方案

已有 2404 次阅读 2022-5-6 09:36 |系统分类:博客资讯

远距离热能传输一直是极具挑战的,因为热能传输介质往往与环境间存在温差,导致不可避免的热能损失。研究人员最新发现了基于离子液体的混合物能以化学势的形式储存并输运热能,从而使能量传输过程更高效,其热能损失比传统方法少了近三分之一。更重要的是,离子液体的众多选项可以满足不同场景的热能传输需求。


世界上大约 90% 的能源使用包含了对热能的生成或处理,典型的有化石燃料能源利用,如支持我们生活日常的煤炭、石油及天然气,但它们同时也是碳排放和气候变化的元凶。为了保证能源和环境的可持续发展,供热脱碳至关重要。

除了已被广泛接受的太阳能、风能等可再生能源外,工业废热的回收也是减少能源消耗碳排放的有效手段,然而这些技术都存在一个共性挑战——目前这些可替代选项都没有化石燃料那样的强稳定性。为了解决该问题,需要开发出更有效的方法来储存未及使用的热能,并优化热能传输系统,尤其是远距离热能传输。

在期刊《Energy and Built Environment》上发表的一项研究中,上海交通大学的研究人员向我们勾勒了一项新型工艺流程,该工艺可将热能储存和传输中发生的流失量降低至少三分之一。

通讯作者、该校制冷与低温研究所徐震原副教授解释说:“目前广泛使用的热能储存和传输手段是热水处理,但水温要高于周遭环境温度才可实现热能传输,这就不可避免地会造成热能流失。特别是当我们需要长时间热能储存来解决太阳能季节不均衡性,或采用远距离热输送将热能从偏远工业区传输出来时,这个问题就非常具有挑战了。”

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图:团队开发的吸收式热能储存/传输系统

来源:金彤


徐教授介绍,研究人员开发的一种解决方案是使用液气吸收系统将热能存储在化学势中——换句话说,只有当粒子数量发生变化时能量才会被释放。

尽管该系统已被证明是有效的,可用于支持工作流体的有限范围同时成为了主要限制因素。徐教授与共同作者高金彤一起测试了由离子液体 (IL) 组成的吸收剂——本质上是液态的盐。他们被离子液体许多优质的特性所吸引,包括它可以从空气中和低腐蚀性物质中吸收水分的能力。

金彤说:“我们发现,基于离子液体的混合物的储能密度比当今常用的其他选项高出约 33%。更重要的是,离子液体是可以手动设计的,这为后续完善该过程的有效性提供了很多便利条件。”

俩人还开发了一种方法以帮助识别系统中有效的离子液体。高金彤补充道:“我们相信在不久的将来,这项研究会为热能的脱碳的实现贡献出绵薄之力。”



文 章 信 息




文章标题:

Performance evaluation of absorption thermal energy storage/transmission using ionic liquid absorbents


研究团队:

高金彤,徐震原


文章路径:

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期刊及主编介绍


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Energy and Built Environment(EBE)国际期刊(ISSN:2666-1233)由西南交通大学主办,国家级人才计划入选者袁艳平教授和加拿大康考迪亚大学Fariborz Haghighat教授担任共同主编。

EBE期刊旨在展示和分享人工环境清洁能源利用、能效提升、品质改善等的最新原创成果,特别是交通建筑(机场、火车站、地铁站、汽车站等)、交通系统(飞机、高铁、地铁等)能源供应及环境控制等方面的学术成果。

EBE设立学术新人奖,坚持“多元评价、公开透明、公平公正”原则,旨在资助具有创新意识和科研潜力的青年学者、在读博士研究生。学术新人奖与华人能源与人工环境国际学术会议同步进行,每两年举行一次(从第二届开始仅面向EBE作者)。

目前,EBE期刊已被Scopus, DOAJ两大权威数据库收录,CiteScore Tracker即时引用分值为6.1。





主 编


 

袁艳平,教授,西南交通大学机械工程学院党委书记  ,建筑节能与绿色建筑省部共建协同创新中心主任 。入选高层次人才计划(2021),百千万人才工程国家级人选(2019),国家有突出贡献中青年专家(2019),享受国务院政府特殊津贴(2020)。


 

Fariborz Haghighat教授


个人履历:

  • 加拿大Concordia大学建筑、土木及环境工程系首席教授

  • 西南交通大学国家外专局海外名师

  • ISIAQC Fellow

  • ASHRAE Fellow

  • 现任Sustainable Cities and Society (IF=4.624) 主编。







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