TiO2改性的CaCO3热化学储热的反应性能

• 作者: 徐钿昕 田希坤 闫君 叶强 赵长颖
• 来源期刊: 储能科学与技术
• 学科: 工学
• 关键词: CaCO3热化学储热 TiO2改性 循环稳定性 碳酸化放热 分解过程
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 储能材料与器件|Energy Storage Materials and Devices
• 页码范围: 1-8
• 页数: 8页
• 分类号: TK02
• 语种: 中文
• DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0281

摘要

CaCO3/CaO热化学储热体系在清洁能源发电领域具有广阔的应用前景,有助于尽早实现碳达峰、碳中和.本文通过物理混合法制备了掺杂TiO2的CaCO3/CaO复合储热材料,系统研究了TiO2掺杂对CaCO3/CaO循环稳定性和储/放热过程中反应性能的影响.实验结果表明:在掺杂摩尔比为100:2.5(Ca:Ti)时,复合材料展现出了最佳的循环稳定性,15次循环后的转换率为对照组的1.65倍.表征结果显示,最佳掺杂比例的CaCO3-TiO2复合储热材料具有更小的粒径和更发达的孔隙,因而在循环过程中具备更好的抗烧结能力.在碳酸化放热过程中,CaCO3-TiO2-2.5在高温区(750℃和800℃)有更高的反应转换率和放热/储热焓值比例,但由于复合材料中CaCO3的含量下降,其储热、放热的焓值有所下降.此外,在等温储热分解过程中,N2气氛下TiO2掺杂可提升反应速率、减少反应时间;CO2气氛下TiO2掺杂可降低起始分解温度,促使反应更早开始与结束.而在非等温储热过程中(10℃/min),CO2气氛下TiO2掺杂可将纯CaCO3的起始分解温度从897.16℃降至870.92℃.综上,TiO2改性对CaCO3/CaO储热技术的实际应用具有深远意义.