基于可逆吸放氫過程的鎂基材料儲熱性能及儲能裝置研究.pdf

1、本文利用行星式球磨機(jī)制備了氫化態(tài)Mg-3Ni-2MnO2復(fù)合材料；利用XRD、SEM等分析手段，檢測了顆粒大小及微觀組織的變化；通過自制裝置測試了Mg-3Ni-2MnO2復(fù)合材料反應(yīng)床實(shí)用化條件下儲放熱動力學(xué)性能和溫度場的演變基本規(guī)律；利用形核長大理論建立了其本征儲熱動力學(xué)方程，揭示其吸氫放熱耦合機(jī)理；并對制造的蓄熱儲能裝置儲放熱性能開展了初步實(shí)驗(yàn)性探索。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：本文開發(fā)的儲熱材料儲熱容量可達(dá)2600kJ/Kg。儲熱過

2、程中，初始溫度越高，其完成儲熱所需時間就越短；儲熱材料質(zhì)量越大，完成充分儲熱所需時間就越長；1g儲熱材料反應(yīng)床由于傳熱速度快，儲熱過程其反應(yīng)床溫度沒有隨著氫氣的放出而降低，而10g儲熱材料反應(yīng)床則恰好表現(xiàn)出與此相反的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。放熱過程中，初始溫度、入口壓力和反應(yīng)床的質(zhì)量對反應(yīng)床放熱性能及反應(yīng)床溫度均有影響，初始溫度越低、入口壓力越大、反應(yīng)床的質(zhì)量越小，完成放熱所需時間就越短。儲熱材料為1g時，其存在一個快速反應(yīng)期，吸氫放出的熱量有助于反

3、應(yīng)迅速完成，而對質(zhì)量為10g的儲熱材料，受傳熱傳質(zhì)的影響，表現(xiàn)出與1g儲熱材料完全不同的放熱特性。
　　結(jié)合數(shù)值模擬結(jié)果：Mg-3Ni-2MnO2復(fù)合材料吸氫過程存在一個臨界溫度，臨界溫度以下吸氫時，溫度越高，越有利于放熱速度的提高；臨界溫度以上吸氫時，溫度越高，放熱速度越慢。則儲熱材料放熱過程根據(jù)動力學(xué)性能特征分成三個溫度區(qū)間，A區(qū)間內(nèi)，溫度越高，其動力學(xué)性能越優(yōu)異；B區(qū)間，溫度越高，其動力學(xué)則逐漸弱化，但是仍能夠以較短的時間完