文章编号:1001-9731(2023)04-04132-09MgCl2·6H2O吸附储热材料储热微观机理及性能研究*霍英杰,闫霆,周宇翔,潘卫国(上海电力大学能源与机械工程学院,上海201306)摘要:在实现跨季节热量储存技术中,以水合盐作为储热材料的热化学吸附储热技术因其具有高储热密度、低能量损失以及可长期热储存几乎无热损失的优势,聚集了大批学者的目光,占据储热技术的关键地位。采用MgCl2·6H2O作为化学吸附材料,通过分子动力学模拟计算其热导率、质量扩散系数和吸附能的变化,在分子层面上探究整个系统储热过程中的微观作用形式。研究结果表明,随着温度的升高,MgCl2·6H2O的晶体密度呈现下降趋势。建立了热导率分子模型,计算得到体系的热导率在0.95W/(m·K)左右。各粒子的扩散系数随着温度的升高而上升,其中H2O扩散系数最大,吸附能力随着粒子距离的增大而降低。关键词:吸附储热;MgCl2·6H2O;微尺度模拟;分子动力学;热导率;质量扩散系数中图分类号:TK124文献标识码:ADOI:10.3969/j.issn.1001-9731.2023.04.0190引言随着能源系统的低碳高效转型,能源供需在时间、空间上不平衡不匹配的问题日益凸显。在工业生产和居民生活的多种能量形式转化利用过程中,热能占据主导地位[1]。热能储存技术可以实现热能高效低成本存储和再利用,可将传统能源与可再生能源优势互补,实现能源持续稳定的供需平衡,解决能源分布在空间上和时间上的不均衡问题,对于提高能源利用效率,构建绿色低碳的能源系统具有重要意义[2]。按照热能储存原理分类,在储热领域有三大储热技术并存:显热储存、潜热储存、热化学热储存[3]。热化学储热技术因其具有高储热密度、低能量损失以及可长期热储存几乎无热损失的优势而被广泛研究测试[4]。作为热化学储热技术的一种,以水合盐作为储热材料的热化学吸附储热技术具有广泛的应用前景[5],近年来备受关注。热化学吸附储热的基本原理是吸附质与吸附剂之间通过电子的转移、交换或共有而导致化学键的破裂和重组,利用此过程中吸附解吸能的变化,实现热能的储存与释放[6-7]。吸附储热材料是吸附储热系统的核心,热导率和质量扩散速率是衡量储热性能优良的两大主要指标,研究吸附储热材料的热物性(导热率、密度等)与内在反应机理,有助于筛选性能优异的吸附剂,为新型热化...