双良科研成果荣登权威学术期刊 深度解码钙基热化学储热技术
    次浏览 发布时间:2026-07-18    来源:双良集团   关键词:储热技术,双良集团,相变储热,
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近日,由双良锅炉、双良节能与上海交通大学联合研究团队共同撰写的学术论文《钙基热化学储热技术研究进展》,在权威学术期刊《化工进展》2026年第45卷第5期正式发表,并荣登该期期刊封底。这不仅是对双良科研实力的高度认可,更标志着公司在破解可再生能源“间歇性”难题、推动工业脱碳的道路上迈出了坚实一步。

能源的未来,必然更加清洁。然而,太阳能、风能等可再生能源虽然绿色,却天生“靠天吃饭”,具有间歇性和不稳定性。如何在阳光灿烂、大风呼啸时将能量“囤”起来,留到夜晚或无风时使用?储能技术是关键。在这其中,研究团队聚焦的钙基热化学储热技术,凭借其“高储能密度、低热损失、成本低廉”的优势,成为下一代储热技术的重要发展方向。

跨界而来的“超级充电宝”:理解钙基储热

传统储热,好比直接用热水瓶存热水(显热储热),或者利用冰融化来保冷(相变储热)。而钙基热化学储热,则是一种更深层次的能量储存方式——它利用化学反应来储存热量。研究团队重点剖析了两种极具潜力的钙基材料体系:CaO/Ca(OH)₂体系与CaO/CaCO₃体系。

中空CaO微球的水热合成制备方法

“中温档”CaO/Ca(OH)₂

在400~600℃的高温下,氢氧化钙吸收热量并“脱水”变为氧化钙,此时热量就被锁定在化学键里;当需要热量时,只需通入水蒸气,氧化钙重新“水合”变回氢氧化钙,就能将储存的热量原封不动地释放出来。

“高温档”CaO/CaCO₃

这是为工业高温场景定制的技术,工作温度可达800℃以上。利用碳酸钙在高温下吸热分解、在低温下与二氧化碳反应放热的原理,实现热能存储。不仅储热密度极高,而且原材料成本极低,每单位热量的储存成本仅约0.047美元,具有极高的商业推广价值。

攻克“失效”难题:给材料穿上“防护服”

这项技术虽好,却有个天然难题:钙基材料在反复吸放热后,很容易发生烧结,颗粒受热结块,就像吸过水的面粉遇热粘成硬疙瘩,导致活性丧失,储热能力下降。对此,双良与上海交大的联合研究团队在该论文中综述了多种前沿的“治本之策”:

Ca(OH)2-40% γ-Al2O3的核壳结构颗粒制备过程

构建“核壳结构”

好似给微小的药丸裹上一层糖衣,研究人员通过给钙基颗粒包裹惰性的氧化铝或二氧化硅外壳,既防止了内部材料结块,又保障了反应通道的通畅。

实施“微量元素掺杂”

研究发现,在钙基材料中掺入微量的钾盐、铝盐或镍基尖晶石等,就像是加入了“疏松剂”,能有效提升材料的抗烧结能力。比如添加了硝酸钾改性的材料,能在更低的温度下快速储热,循环稳定性大幅提升。

设计“蜂窝结构”

研究团队关注的挤压成型工艺,能将材料制成多孔的蜂窝状,这种宏观结构优化为热量传递开辟了高速公路,储热密度显著增强。

从“实验室瓶罐”到“工业级巨塔”

反应器的破局

有了好材料,还需要高效的“反应器”来运作。当前的挑战在于,如何将实验室克量级的优秀表现,放大到兆瓦级别的工业应用。研究团队深入分析了固定床、流化床和移动床三种构型,并揭示了关键痛点:

固定床管壳式热化学间接反应器

固定床虽然结构简单,但材料长期静止堆积,容易导致热量分布不均和结块;流化床通过气流让颗粒悬浮翻滚,传热极佳,但颗粒易破碎损耗;移动床能实现颗粒连续进出,适合大规模系统,但对物料流动性要求极高。基于此,研究明确指出:反应器与材料的协同优化设计,以及面向工程放大的传热结构优化,是未来钙基热化学技术从理论走向产业化的核心攻关方向。

科研筑基,奔赴零碳之约

此次荣登《化工进展》封底,是双良在“节能环保”、“清洁能源”主业上深耕的缩影。从余热利用系统、空冷节水系统,到如今的钙基热化学储热系统,双良始终立足工业低碳需求持续攻关,以高端装备与解决方案助力产业减碳,为工业绿色转型提供坚实支撑。

该研究不仅系统梳理了钙基储热从材料制备到反应器设计的宏阔版图,更精准指出了未来低成本、长寿命、高能效的商业化破局方向,为工业余热回收、太阳能热储存、建筑供暖和谷电调峰等场景描绘了清晰的蓝图。在未来,那些来自风电和光伏的波峰能量,来自工业废热的余热资源,将通过双良的高温化学储能系统,转化为驱动工业生产的澎湃热力,照亮零碳社会的每一个角落。


资讯来源:双良集团


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