据能源圈了解到，

摘 要： 热化学储能由于具有储能密度高，热量损失低的优点，特别适合长时热能储存。本文综述了基于吸附反应的热化学储能材料，重点聚焦于中低温段的材料，包括物理吸附材料(如硅胶和沸石)和化学吸附材料(如水合盐)。首先，本文总结了物理吸附材料的优势与不足，分析了这些材料在实际应用中的潜在使用方式。针对水合盐类化学吸附材料，本文介绍了其反应条件、储能密度以及水合特性，并着重讨论了如何通过将水合盐负载于多孔载体来制备复合水合盐材料，以克服水合盐在应用中常见的团聚和潮解问题。本文还回顾了吸附式热化学反应器，对比了固定床、移动床反应器的特点和性能，提出了强化传热传质的办法。本文对热化学反应系统中的开式和闭式系统进行了全面分析，归纳了这两类系统在实际应用中的优缺点，探讨了各类系统在能效与性能方面的表现。此外，本文通过案例阐述了热化学系统的效率和性能，提出了系统设计思路以满足不同应用需求。此外还对热化学储热系统进行了技术经济分析，以评估系统的商业化潜力。最后，本文展望了提升吸附式热化学系统性能和降低成本的未来研究方向。

关键词： 热化学储热；吸附材料；水合盐；反应器；系统

随着人口的快速增长和经济的持续发展，全球能源需求预计在2005—2030年期间将增加大约50%。然而，化石燃料的短缺、能源需求上升、工业化生产以及环境问题的压力，促使人们减少一次能源的直接使用，推动新型和可再生能源的发展。可再生能源如太阳能、风能等具有天然补充性，开始逐渐替代传统的化石燃料，但其不稳定性和间歇性限制了大规模应用。因此，能量存储技术对于实现可再生能源的高效、持续利用至关重要。通过热能存储与转换，可以在能量供应不足时释放储存的多余热能，实现削峰填谷，确保无间断供应。例如，太阳能结合热能存储可以提供居民热水与供暖，解决了能源供需不匹配的问题，尤为适合长期跨季节储热。

热能存储技术大致可分为三种：显热、潜热和热化学储热，三种储热技术对比见图1。热化学储热因其较高的能量密度、较低的热损失和长储热周期，被认为是最具前景的技术之一。热化学储热材料中的中低温材料包括可逆化学反应和吸附式储热。本文综述了吸附式热化学储热技术的发展现状和研究进展，系统分析了各种吸附材料的性能、优缺点及其在不同应用场景中的表现。此外，文章还对目前在吸附式热化学储热领域存在的主要挑战进行了总结，如吸附材料的高成本、系统整体效率较低、操作复杂性以及技术的商业化障碍等。基于这些问题，本文提出了未来研究的方向，尤其是如何通过材料创新、系统集成优化以及成本控制措施，进一步提升热化学储热技术的性能和经济可行性。

图1 储热技术原理对比：(a) 显热储热；(b) 潜热储热；(c) 吸附式热化学储热

1 吸附式热化学储热

热化学储热分为可逆化学反应储热和吸附式储热两种类型。可逆化学反应储热的原理是利用储热材料在可逆化学反应中的反应热焓来储存或释放热量。吸附式储热是利用吸附剂与吸附质在解吸/吸附过程中分子间的接触，形成强结合力并释放/储存热能，如图2所示。吸附式热化学储热又分为两个类型，一个是物理吸附储热，另一个是化学吸附储热。

图2 吸附式热化学储热的工作原理

1.1　物理吸附

物理吸附是指在吸附过程中所涉及的力是分子间力(范德华力)，与造成实际气体不完美和蒸汽凝结的力相同，并且不会引起所涉及物质的电子轨道模式发生显著变化。总的来说，物理吸附是一个表面过程，主要取决于材料本身和固体的特定表面。因此，物理吸附材料应具有较高的孔隙率，以增加固体与气体之间的吸附表面，达到完成吸附过程的目的。

1.2　化学吸附

和物理吸附不同，化学吸附过程涉及的是吸附质与吸附剂之间的可逆化学反应，主要是水合盐与水之间的水合反应和金属氯化物与氨之间的配位反应。与之前物理吸附剂相比，由于化学成键的原因导致化学吸附热高于物理吸附的分子间作用力，从而存储和释放的热能也就更高。其中，以水合盐为主的中低温热化学吸附储热技术由于满足环境适应性、储热能力、环保标准和制备成本等要求，逐渐引起了广泛的国际关注，关于其储热特性的研究也日益增多。Zhang等，闫霆等和Scapino等不少学者已经对化学吸附中的液体吸附以及氨络合物进行了详细的介绍，本文将针对基于水合盐的固-气吸附式储热进行综述与讨论。

2 吸附式热化学储热材料研究进展

2.1　物理吸附热化学储热材料

传统的物理吸附储热材料包括了硅胶、沸石、活性炭和天然岩石等。硅胶(SiO2)是一种常见物理吸附材料，由于硅胶的成本低、解吸温度低、无毒性、良好的化学稳定性以及可重复性使其成为长期热化学储热系统的材料选择之一Qiu等测试得出硅胶的理论储热密度为1029.63 kJ/kg以及吸热率峰值为0.78 kW/kg。在15次循环后，总储热量仅减少了5.8%。Koley等设计了一个基于硅胶的热化学开式系统实验装置，研究发现当相对湿度为80%时，硅胶释放的吸附热高达925 kJ/kg。当循环15次后，硅胶的性能仅仅下降了0.8%，这证明了硅胶适合在长期季节性储热系统中应用。

沸石是由碱金属或碱土金属(如钾、钠和钙)的铝硅酸盐构成的矿物，具有微孔结构，能够和水进行物理吸附。在吸附式储热系统当中，常用的沸石类型包括4A、5A、10X和13X。Mette等对多种沸石的动力学进行研究，结果表明13X具有高吸水性和极快的反应动力学，被认为是最具潜力的沸石选择。与硅胶相比，沸石不仅可以实现更大的吸附容量，还能够提供更高的能量储存密度，但应用时需要更高的再生温度。

活性炭具有发达的孔隙结构和较大的比表面积，有着较强吸附能力。为了充分利用活性炭良好的导热性和较高的孔隙率，通常将其作为复合吸附剂的多孔基质材料，不单独作为吸附材料使用。此外，一些天然岩石因其多孔结构、低成本和易获取性，也被研究用于吸附应用，如膨胀蛭石(expanded vermiculite)和稚内硅质页岩(Wakkanai siliceous shale)。然而，天然岩石的吸附能力和吸附热相对较低，通常也需要装配水合盐来提高其吸附性能。还有一些新型材料出现，例如铝磷酸盐(AlPOs)、硅铝磷酸盐(SAPOs)和金属有机骨架(MOFs)。其中，AlPOs、SAPOs和沸石的结构类似，通过将硅和铝等阳离子与掺杂剂结合，增强材料表面和水分子的相互作用，从而提升吸附性能。而金属有机骨架(MOFs)是一类具有孔隙的有机配体构成的网状结构。这样的结构导致其拥有着高比表面积和大孔隙体积等优势，在吸附供热等领域具有广阔的应用前景。表1列出了传统和新型物理吸附材料的对比。

表1 物理吸附材料特性对比

2.2　纯水合盐热化学材料

由于水合盐具有较高的储热密度，脱水/水合反应简单可控，现阶段有关水合盐材料的研究日渐增多。本小节对一些常见的纯水合盐材料性能和应用条件进行了总结和讨论，并概括了水合盐基复合材料的研究进展。

2.2.1　氯化钙基水合盐

氯化钙(CaCl2)基水合盐是一种被广泛研究的材料，因其易于通过工业制造获得、成本较低且风险可控而备受关注。CaCl2基水合盐具有很高的吸湿能力，其能量密度高达1.47 GJ/m3。CaCl2基水合盐包括二水合物、四水合物和六水合物。CaCl2⋅4H2O和CaCl2⋅6H2O通常在较低的水合温度下生成；它们具有较低的熔点和较低的潮解相对湿度(DRH)。特别是CaCl2⋅6H2O，在25 ℃、28.5%相对湿度下容易发生过度水合。研究还表明，CaCl2⋅4H2O和CaCl2⋅6H2O在水合温度为25～50 ℃和水蒸气压为13 mbar的条件下会潮解。在这些反应条件下，系统出口温度太低，无法满足空间供暖和生活热水供应，因此CaCl2⋅6H2O/CaCl2工作对不适用于家用储热系统。未来的研究应重点关注如何将氯化钙基水合盐稳定地负载在多孔介质中，并开发有效的策略，以增强该材料在潮解后的应用性能。

2.2.2　氯化镁基水合盐

常见的氯化镁(MgCl2)基水合盐是六水合氯化镁(MgCl2·6H2O)，其具有超过2 GJ/m的极高储能密度。此外，MgCl2·6H2O转化为MgCl2·2H2O的脱水温度仅为130 ℃，这与太阳能集热器的温度范围相兼容。然而，该材料的显著缺点是其潮解相对湿度低至33%时，可能导致材料团聚并降低传质性能。尽管如此，MgCl2·6H2O仍被认为是一种在干燥气候下有前途的季节性储热材料。然而，MgCl2·6H2O在145 ℃脱水时会产生HCl，削弱了材料的循环性能，因此建议将MgCl2·6H2O的脱水温度限定在130 ℃以下。在该温度下，MgCl2·6H2O的能量密度仍高达1.10 GJ/m。

2.2.3　硫酸镁基水合盐

七水合硫酸镁(MgSO4·7H2O)因其无腐蚀性和无毒性而被广泛认为是一种安全的储能材料。它还具有高能量密度和低成本，在130 ℃的充电温度下，MgSO4·7H2O的理论能量密度可达2.8 GJ/m，约为相同温度范围内水的能量密度(约0.25 GJ/m)的11倍。当释能温度为25 ℃时，该热化学材料(TCM)能够将温度提升至60 ℃。然而，脱水后的MgSO4体积会缩小至原始体积的三分之一。此外，当加热速率过快时，MgSO4·7H2O会发生熔化，导致热化学材料床层的孔隙率降低，从而影响随后的传质和反应动力学。因此，使用硫酸镁作为热化学材料的另一个挑战是水合过程中需要较高的水蒸气压力。

2.2.4　碳酸钾基水合盐

在众多水合盐中，碳酸钾(K2CO3)因其适宜的工作温度范围、良好的结构稳定性及高安全性，被认为是家庭储热系统中的优选材料之一。K2CO3·1.5H2O的脱水温度为100 ℃，其水合温度可以在25～65 ℃。在开放环境中，此材料的能量密度高达1.3 GJ/m，而在密闭环境中则降至约0.96 GJ/m。图3(a)展示了K2CO3的相图，红色的实线表示K2CO3和K2CO3·1.5H2O之间的平衡状态，虚线描绘了K2CO3·1.5H2O的潮解状态。图3(b)是由Sgtoglu及其团队根据实验数据更新，展示了实验亚稳态区域的相图，其中绿色点标示了亚稳态区的水合(上方)和脱水(下方)过程。

图3 (a) K2CO3-K2CO3·1.5H2O相图；(b) 含有亚稳态区的 K2CO3-K2CO3·1.5H2O相图

2.2.5　溴化锶基水合盐

六水合溴化锶(SrBr2·6H2O)被认为是优秀的热化学材料，得益于其在吸附和/或水合过程中能够维持同构稳定性而不破坏结构。通过N'Tsoukpoe等的评估，结果显示在有可用于满足脱水需求的低价热源条件下，SrBr2·6H2O可能是最有前途的盐水合物之一。如图4所示，在不超过100 ℃的低充热温度下，SrBr2·6H2O与SrBr2·H2O的体积储能密度超过600 kWh/m，高于LaCl3·7H2O/LaCl3·H2O和MgSO4·6H2O/MgSO4·2H2O的储能密度。目前，SrBr2·6H2O已被广泛探索并应用于多种系统，包括太阳能热化学冷却、封闭系统中的储热以及开放系统中的季节性太阳能储能。

图4 三种盐水合物储能密度的比较

2.2.6　其他常见水合盐

硫化钠(Na2S)水合盐的能量密度约为1.1 kWh/kg，属于所有盐水合物中最高的之一。它的水合温度为40～60 ℃，适用于家庭供暖应用。然而，当氧气存在下会产生有毒气体H2S。相比之下，七水氯化镧(LaCl3·7H2O)具有较高的能量密度、良好的化学可逆性和适宜的充/放热温度。LaCl3·7H2O脱水生成LaCl3·H2O的理论反应热为355.5 kJ/mol。LaCl3·7H2O的熔点为91 ℃，因此必须使用较低的水合温度来避免水合盐熔化。另一方面，LiCl的吸水能力高于其他盐，因为LiCl·H2O很容易变成盐溶液从而吸收更多的水，形成一个三相过程，从而提供相当高的热能存储密度，该储热密度可高达668 kWh/m3。然而，由于潮解相对湿度较低(11%相对湿度)，LiCl主要用于吸收式热化学材料或水分收集材料，而非基于水合盐的热化学材料。此外，LiCl的实际应用也受到其腐蚀性和高成本的限制。

表2 几种典型的纯水合盐材料

2.3　水合盐基复合热化学材料

近年来，针对纯水合盐材料易潮解结块导致吸水速率变低和储能密度降低的缺陷，大多数研究集中在开发基于水合盐的复合热化学材料。常见的与水合盐适配的载体包括硅胶、沸石、蛭石和活性炭等物理吸附材料。Wang等以介孔二氧化硅为基质，通过简便的初湿浸渍法将盐浸渍到二氧化硅中。对比其他盐基复合材料，CaCl2基复合材料表现出最高的吸水能力。当CaCl2负载量从15%提高至50%时，吸水能力提高了62%。该复合材料的吸水量达1.09 g/g。Chao等开发了一种新型高功率/能量密度吸附热电池，利用13X沸石基复合吸附剂-水体系实现热能和冷能的集成储存。通过MgCl2浸渍处理13X沸石，提升了吸水率，使能量密度提高了15.1%。系统的平均储热和储冷能量密度分别达到686.86 kJ/kg和597.13 kJ/kg。在最近的研究中，Zhang等提出了一种将富含介孔的活性炭作为载体负载CaCl2的方法，所合成的复合材料能量密度高达2981 kJ/kg。对比纯CaCl2水合盐的储能密度提升了78%。

此外，复合材料还能提升材料的循环稳定性。Chen等采用浸渍法制备了多种水合盐蛭石基复合材料，结果如图5所示。研究发现，含蛭石基的MgSO4-CaCl2二元水合盐混合物复合材料展现出极高的储能密度，达到1213 kJ/kg。在经过20次充放电循环后，该材料仍能保持其初始储能密度的约91.3%，显示出优异的循环稳定性。还有的复合材料能够同时提高反应动力学和材料导热性。Cammarata等开发了一种由天然石墨与溴化锶水合盐组成的复合材料，其能量密度超过600 kJ/kg，且再生/充热温度可低于100 ℃。研究结果表明，天然石墨不仅能够显著改善水合-脱水动力学，还将材料的热导率提升了4倍。

图5 水合盐蛭石基复合热化学材料：(a) SEM图像对比；(b) 能量密度对比

表3介绍了多种水合盐复合材料的特性。当前，浸渍法仍是制备复合材料的主要手段之一。然而，关于复合材料的循环寿命测试数据较为有限，尽管循环稳定性是决定储热材料性能的关键因素。因此，未来的研究应加强对复合材料循环寿命的深入探讨，以优化其实际应用中的长周期性能表现。

表3 几种典型的水合盐基复合材料

3 吸附式储热反应器及系统

3.1　吸附式储热反应器

反应器作为热化学储能系统的核心部件，为热化学材料提供吸放热场所并间接影响整个系统的性能。在筛选储热材料后，须进一步考虑反应器设计，以构建高效的储热系统。这些细节包括热化学材料的反应动力学、传热传质、经济性以及安全性。在热化学储能系统领域，常见的反应器类型主要包括固定床反应器、移动床反应器和流化床反应器。

3.1.1　固定床

固定床是应用最为广泛的反应器类型，吸附剂储存在反应器内部，充热和放热过程均在反应器内部完成。虽然其结构紧凑，但在传质和传热方面存在较大阻力，特别是在大型系统中尤为明显。Michel等设计并测试了基于溴化锶水合盐的储热固定床，如图6所示(400 kg水合盐、105 kWh储存容量和203 kWh/m3的反应器能量密度)。研究发现反应器放热性能可以满足法国气候条件下典型住宅空间供暖的要求，显示了该技术有望实现住宅供暖商业化。

图6 基于溴化锶水合盐的吸附式储热固定床反应器：(a) 概念图与空气流道；(b) 实验开始前的反应器

Aydin等开发并测试了一种用于太阳能热能储存的新型吸附管反应器(图7)。该反应器是由吸附管单元、内部穿孔扩散管网络和填充在其间的蛭石-氯化钙复合材料组成。实验结果显示，反应器的平均功率输出高达730 W。同时，三个吸附管中的每一根在20小时内可提供24.1 ℃的平均空气温升，对应的系统总能量存储容量为25.5 kWh，能量存储密度为290 kWh/m3。此外，研究者还发现蛭石-氯化钙复合材料具有较好的循环能力和更稳定的热性能。

图7 基于蛭石-氯化钙复合材料的太阳能吸附式热化学储能系统：(a) 充能与释能的流程图；(b) 实验装置

3.1.2　移动床

虽然固定床反应器有诸多优势，但是在换热流体与吸附剂的充分接触方面表现不佳，导致了固定床传热和传质效率较差。为了应对这些问题，研究人员正在探索使用移动床反应器以增强传热和传质过程，并减少系统中的不均匀吸附。Farcot等设计了一种移动床反应器(图8)，并结合数值模拟方法，对空气流速和水蒸气含量对反应器储热性能的影响进行了详细分析。实验结果显示，当系统达到热稳定状态后，床层的温度分布迅速趋于均匀。此外，反应器的出口温度最高可达41 ℃，而比热功率为1.7～4.3 kW/m3。

图8 基于溴化锶水合盐材料的移动床反应器热化学储热系统

Wyttenbach等设计、建造并测试了新型移动床热化学反应器(图9)。该反应器具有圆形结构和振动床的特点，能够使固体水合物持续移动，增强湿空气的传热和传质效果。实验测试中使用了氯化钙-硅胶复合热化学材料，测试结果显示平均吸附加热功率为356 W，空气温度升高6 K，而解吸冷却功率为278 W，平均温度下降4.5 K。

图9 基于氯化钙-硅胶复合材料的圆形震动移动床热化学反应器

综上所述，固定床反应器具有结构简单紧凑、成本低等优点，然而，气固反应传质较慢。为了克服这些问题，不少研究工作聚焦于流化床和移动床反应器以增强传热传质效果，提高反应效率。然而，在基于中低温吸附式热化学储热材料的应用上，流化床反应器的研究仍然较为有限。Clark等对水合盐材料的应用进行了综述，特别考虑了其在鼓泡流化床中的应用。目前有关水合盐热化学材料在流化床中的实验研究极少，现阶段流化床反应器多在中高温热化学反应储热系统以及显热储热中广泛研究。

3.2　吸附式储热系统

根据系统运行模式，吸附式热化学储热系统可分为开式系统和闭式系统。本小节将介绍开式系统和闭式系统的工作原理和应用方向，其工作原理如图10所示。开式系统[图10(a)]：热源通过反应器或储热单元直接加热，热量释放用于为用户供暖和提供热水；系统开放，无额外设备用于热量回收或循环。闭式系统[图10(b)]：热源加热反应器或储热单元，通过冷凝器或蒸发器循环介质进行热量回收，再将热量用于为用户供暖和提供热水；系统封闭，介质在系统内部循环。

图10 吸附式热化学储能系统工作原理: (a) 开式系统；(b) 闭式系统

3.2.1　开式系统

开放式热化学系统通常在大气压力下运行，并与周围环境进行质量和能量交换。在充热过程中，热能进入热化学反应器并达到一定温度时，吸附质中的水分会解吸，进入反应器的干燥空气带走吸附剂，将热量储存在吸附质中。而在放热过程中，吸附剂通过热化学反应器，与反应器内的吸附质发生吸附反应，释放出热量，可用于建筑供暖和生活热水等多种用途。

基于上述开式系统的工作原理，研究者们提出了多种开式系统用于热能储存。Zondag等开发了一个小型热化学储能原型系统，该系统由太阳能电池阵列、水箱和一个可储存17 L六水氯化镁材料的填料床反应器组成(图11)。研究结果显示其有效能量密度约为0.5 GJ/m3。最近，Yang等研究了基于硫酸镁/硅胶复合材料的吸附式热化学系统性能，如图12所示。该系统的储能密度高达0.76 GJ/m3，储能效率可超过60%，特定储能容量达到198.15 Wh/kg。

图11 基于六水氯化镁的小型开式热化学系统

图12 基于硫酸镁-硅胶复合材料的50 kW开式热化学系统

3.2.2　闭式系统

与开式系统不同，闭式系统中的吸附质和吸附剂始终与周围环境隔离储存。因此，闭式系统通常需要一个装满吸附质的反应器和一个用于供应或回收吸附剂的冷凝器/蒸发器。在充热过程中，反应器内的饱和吸附质通过被热源的导热流体加热从而恢复活性。被吸收的吸附剂以气态形式释放出来，进入冷凝器/蒸发器，并在低于冷凝温度的条件下凝结成液体，以便后续使用。在放热过程中，吸附剂则以恒定温度从蒸发器/冷凝器中流出，而反应器内的不饱和吸附质会吸附水蒸气使得吸附过程发生。此外，在放热过程中，由于液体汽化，封闭系统需要额外加热，导致系统能量密度对比开式系统有所降低。但是在夏季，闭式系统蒸发过程还可用于满足冷却需求，使得其更有吸引力。

在上述基本封闭系统工作原理的基础上，考虑到不同吸附剂的特性和用户的不同需求，学者们设计出满足不同供暖需求的系统。Mauran等开发了一种基于溴化锶-膨胀石墨闭式吸附热化学系统。该系统的体积能量密度为0.22 GJ/m(供暖)和0.14 GJ/m(制冷)。为了适应不同的冬季环境温度条件，Li等设计了一种双模式封闭季节性吸附储能系统(图13)，在夏季进行太阳能充能，冬季供暖。系统的性能系数(COP)为0.6，能量密度高于1000 kJ/kg，对提高太阳能热能的季节利用率有明显帮助。为了避免纯水合盐在系统实验中结块和凝胶化的问题，Fopah-Lele等设计了一种蜂窝结构的热化学换储热单元(图14)，采用约1 kg SrBr2⋅6H2O热化学材料。该系统的总热容量和效率分别为65 kWh和0.77，传热流体短时间内回收热量(约43 ℃)，提供平均4小时22 ℃人体舒适度可接受(白天20 ℃，晚上16 ℃)的供热温度。

图13 用于能源整合与能源升级的双模式固-气吸附热化学系统

图14 基于1 kg六水溴化锶的小型闭式热化学吸附系统

概而论之，开式系统在应用前景方面比闭式系统具有多项优势，包括易于建造和管理、体积更小、能量密度更高、初始成本更低、传热增强和能源效率更高。由于这些优点，基于开式系统的设计对于热化学系统在商业化过程中的进一步发展更具吸引力和有效性。虽然开式系统在多个方面优于闭式系统，但闭式系统仍在以下方面表现出优势：可以与热电联产结合、除储热之外，还可以供应冷能、对工作材料的限制更少以及反应器的压降更低。然而，需要额外的蒸发器/冷凝器导致闭式系统结构设计复杂且成本高昂。

3.3　经济技术性分析

在面向实际应用当中，除了材料、反应器和系统层面对吸附式热化学系统的总结与分析，经济技术性分析也起到了至关重要的作用。不仅可以从技术角度分析系统的可行性，还能利用适当的经济指标计算推断出系统潜在的经济效应。Li等研究了10种水合盐材料在不同操作条件下的热力学性能和经济效应。结果表明，从能量密度、温升和经济性能综合来看，SrBr2⋅6H2O、K2CO3⋅1.5H2O和LiOH⋅H2O是最有前途的三种水合盐吸附材料。Bhm等计算得出该技术的供热成本约为100 EUR/MWh。Tran等利用第一性原理模拟计算了基于沸石的吸附供热系统。结果表明，通过该系统产生的热量约为6 USC/kWh，与电锅炉和天然气锅炉供暖系统的成本相当。Fujii等利用沸石13X与水的吸附反应，开发了一种采用移动床和间接热交换器的系统用来生产60 ℃的热水。基于模拟结果，基于沸石13X的能源平准化成本约为60 EUR/MWh，接近传统颗粒锅炉的成本。虽然文献中有关吸附式储热的经济技术性分析案例少之又少，但可以通过以上例子看出吸附式储热材料替代化石燃料生产生活热水的潜力，现阶段材料和系统层面已经拥有可替代传统锅炉的技术，但是经济成本阻碍其进一步发展。接下来，建议针对提高材料性能并减少成本消耗的方向进行更多的研究。

4 挑战与展望

吸附式热化学储热材料在低品位能源回收、太阳能储热及建筑供暖等领域引起广泛关注。目前的研究多集中于材料性能的实验室测试，吸附储热材料的能量密度和长周期性能仍未通过实际应用验证。同时，一些高性能但昂贵的材料(如溴化锶、氯化锂)在商业化过程中存在成本限制。反应器设计及其操作条件对系统性能有重要影响，应根据材料特性和应用需求进行优化设计，确保满足储热密度和输出功率要求。

为了推动吸附式储热技术的发展，需在以下几个方面深入研究：①材料层面：降低复合材料制备以及合成的成本；引入功能化表面修饰(如聚合物涂层)以增强水合盐-载体界面的相互作用，从而增强复合材料的热循环稳定性；引入三维有序孔道结构或多级孔隙结构的载体，以加快复合材料的吸附/解吸动力学。②反应器层面：合理设计并优化反应器结构，可以根据吸附材料特性来进行理论研究和动态模拟，辅助实验测试和优化过程，以获得更高的反应速率和传热传质性能。③系统层面：根据可用的充热条件、应用的放热需求来设计热化学储热系统，利用合理的控制手段和优化过的运行条件，得到一个拥有良好稳定性、可靠性、经济性的综合系统。④应用层面：开展长周期、多次的热化学系统循环特性研究，使其更贴近实际应用条件，满足跨季节的长时间存储以及不同地区的供暖、供热水动态需求。