中温跨季储热材料制造技术

本发明专利技术涉及中温蓄热技术，利用氢氧化镁或者氢氧化钙脱水反应进行储存热量。具体涉及储热材料包括以下组分：含有一种镁或者钙的化合物，选自氢氧化物和氧化物；含有至少一种锂的化合物；含有至少一种碳和金属，选自石墨，石墨烯，碳管，碳化硅，不锈钢和镍；含有至少一种锆或者铈的化合物。本发明专利技术提供的储热材料，稳定性高,储热密度高，长期储热无损耗，储热反应时间短；材料制备的工艺简单、生产便捷、安全可靠、能够实现材料制备的标准化、适合规模化工业化生产，无三废排放。

Medium Temperature Transseasonal Thermal Storage Materials

The invention relates to a medium temperature heat storage technology, which uses magnesium hydroxide or calcium hydroxide dehydration reaction to store heat. Specifically, the heat storage material includes the following components: a compound containing magnesium or calcium, selected from hydroxides and oxides; a compound containing at least one lithium; at least one carbon and metal, selected from graphite, graphene, carbon tubes, silicon carbide, stainless steel and nickel; and a compound containing at least one zirconium or cerium. The heat storage material provided by the invention has high stability, high heat storage density, long-term heat storage without loss, short heat storage reaction time, simple preparation process, convenient production, safety and reliability, can realize standardization of material preparation, is suitable for large-scale industrial production, and has no waste discharge.

【技术实现步骤摘要】
中温跨季储热材料
属于新能源与储能
，具体涉及一种长时高效储热材料。
技术介绍
储热是解决能源供需的时间和地点矛盾的有效手段；储热可以提高能源利用率，减少能源浪费，为社会提供绿色能源。能源与环境问题是当今世界普遍关注的两大主要问题，为了保护环境和经济的可持续发展，减少污染物排放，大力发展绿色能源技术尤为重要。在众多绿色能源中，风能和太阳能是地球上分布最广、资源总量最大的清洁能源。但太阳能的热利用在时间和空间上不稳定，给太阳能的热利用带来了较大的难度。为了有效利用太阳能、电网调峰和工业废热的回收再利用，储热技术是解决这些问题的有效手段。储热技术分为利用显热与相变潜热的物理储热和化学储热两种类型。利用熔盐的显热储热已经产业化，西班牙Andasol建造了50MW的光热电站，采用熔融盐作为蓄热载体，包含一个由35000t熔盐组成的热能存储系统。但是因为仅利用了显热，储热密度较低，应用范围受到限制。针对传统相变潜热和显热储热技术存在的问题和自身存在的难以克服的缺陷(储热时间短，储能密度低，安全隐患大)，以及社会对绿色能源需求的迫切性，开发新型储热材料突破现有储热材料的技术瓶颈，联合太阳能、风能和地热能等绿色能源，切实解决冬季取暖和工业生产需要的中高温的绿色能源问题。化学储热时间长，储热密度高，可以使储热密度增加数倍，可以使储热设备小型化，应用于家庭。中温储热既有丰富的热源，比如电能，工业废热，聚焦太阳能等，又可以满足工农业生产需要的热能，比如冬季取暖，食品烘烤，工业产品的干燥处理，污泥的干化处理等。为了解决这些问题，本专利技术提供一种中温化学储热材料。储热材料是储热技术的关键部分，氢氧化钙和氢氧化镁380℃分解生成氧化镁、氧化钙和水，吸收1380J/g的热量，氧化钙和氧化镁水合反应也会放出热量，这个可逆热化学反应就可以完成储放热。但是，由于脱水工程有烧结现象，吸水过程生成氢氧化钙和氢氧化镁阻碍水化反应，所以，需要改性材料，提高反应速率和转化率。
技术实现思路
为了解决上述氢氧化物储热的问题，本专利技术的一个目的在于，提供一种储热材料，其稳定性高、储热密度高、导热系数高，可以长期储存能量几乎无损耗。本专利技术的另一个目的在于，利用添加物提高氢氧化物分解反应的动力学性能和可逆循环性能。缩短了储热时间。本专利技术提供的储热材料，稳定性高以及储热密度高，适用于中高温储热。本专利技术提供的储热材料，热稳定性好，使用温度范围广，室温～500℃，性价比高。本专利技术提供的储热材料，可以满足更加广泛的应用需求。本专利技术提供一种储热材料，包括以下组分：含有至少一种金属氢氧化物和金属氧化物，选自氢氧化钙、氧化钙、氢氧化镁和氧化镁；含有至少一种锆和铈的化合物，选自氧化锆、氯氧化锆、氢氧化锆、氯化锆、氯氧化锆水合物、硝酸锆、醋酸锆、硅酸锆、硫酸锆、硫酸氧锆、氯酸锆、草酸锆、碳酸锆、硝酸锆、硝酸氧锆、氢氧化锆水合物、锆酸钠、锆酸钾、锆酸锂、磷酸锆、亚磷酸锆、多聚磷酸锆、磷酸二氢锆、磷酸一氢锆、复合氧化锆、钇锆复合物、镧锆复合物、铈锆复合物、氢氧化铈、氯化铈及其水合物、硝酸铈及其水合物、醋酸铈及其水合物、硅酸铈、硫酸铈及其水合物、氧化铈及其水合物、草酸铈及其水合物、碳酸铈及其水合物、硫酸铈铵及其水合物、硝酸铈铵及其水合物、磷酸铈及其水合物。金属氢氧化物和金属氧化物是主体材料，锆和铈的化合物为添加物，添加量：0.1％～50％。本专利技术提供一种储热材料，包括以下组分：含有至少一种金属氢氧化物和金属氧化物，选自氢氧化钙、氧化钙、氢氧化镁和氧化镁；含有至少一种锆和铈的化合物，选自氧化锆、氯氧化锆、氢氧化锆、氯化锆、氯氧化锆水合物、硝酸锆、醋酸锆、硅酸锆、硫酸锆、硫酸氧锆、氯酸锆、草酸锆、碳酸锆、硝酸锆、硝酸氧锆、氢氧化锆水合物、锆酸钠、锆酸钾、锆酸锂、磷酸锆、亚磷酸锆、多聚磷酸锆、磷酸二氢锆、磷酸一氢锆、复合氧化锆、钇锆复合物、镧锆复合物、铈锆复合物、氢氧化铈、氯化铈及其水合物、硝酸铈及其水合物、醋酸铈及其水合物、硅酸铈、硫酸铈及其水合物、氧化铈及其水合物、草酸铈及其水合物、碳酸铈及其水合物、硫酸铈铵及其水合物、硝酸铈铵及其水合物、磷酸铈及其水合物；含有至少一种碳、二氧化硅和金属，选自二氧化硅、石墨、石墨烯、石墨烯氧化物、碳管、碳化硅、分子筛、不锈钢和镍。金属氢氧化物和金属氧化物是主体材料，锆和铈的化合物为添加物，添加量：0.1～50％；另外，至少含有一种碳、二氧化硅和金属，选自二氧化硅、石墨、石墨烯、石墨烯氧化物、碳管、碳化硅、分子筛、不锈钢和镍，添加量：0.1～50％。本专利技术提供一种储热材料，包括以下组分：含有至少一种金属氢氧化物和金属氧化物，选自氢氧化钙、氧化钙、氢氧化镁和氧化镁；含有至少一种锆和铈的化合物，选自氧化锆、氯氧化锆、氢氧化锆、氯化锆、氯氧化锆水合物、硝酸锆、醋酸锆、硅酸锆、硫酸锆、硫酸氧锆、氯酸锆、草酸锆、碳酸锆、硝酸锆、硝酸氧锆、氢氧化锆水合物、锆酸钠、锆酸钾、锆酸锂、磷酸锆、亚磷酸锆、多聚磷酸锆、磷酸二氢锆、磷酸一氢锆、复合氧化锆、钇锆复合物、镧锆复合物、铈锆复合物、氢氧化铈、氯化铈及其水合物、硝酸铈及其水合物、醋酸铈及其水合物、硅酸铈、硫酸铈及其水合物、氧化铈及其水合物、草酸铈及其水合物、碳酸铈及其水合物、硫酸铈铵及其水合物、硝酸铈铵及其水合物、磷酸铈及其水合物；锆和铈的化合物为添加物，添加量：0.1～50％；另外，含有至少一种锂的化合物，选自氧化锂、氢氧化锂、氢氧化锂水合物、氯化锂、溴化锂、硫酸锂、亚硫酸锂、碳酸锂、硝酸锂、醋酸锂、甲酸锂、亚硝酸锂、磺酸锂、硅酸锂、磷酸锂、亚磷酸锂、多聚磷酸锂、磷酸二氢锂、磷酸一氢锂和偏铝酸锂，添加量：0.1～50％。本专利技术提供一种储热材料，包括以下组分：含有至少一种金属氢氧化物和金属氧化物，选自氢氧化钙、氧化钙、氢氧化镁和氧化镁；含有至少一种锆和铈的化合物，选自氧化锆、氯氧化锆、氢氧化锆、氯化锆、氯氧化锆水合物、硝酸锆、醋酸锆、硅酸锆、硫酸锆、硫酸氧锆、氯酸锆、草酸锆、碳酸锆、硝酸锆、硝酸氧锆、氢氧化锆水合物、锆酸钠、锆酸钾、锆酸锂、磷酸锆、亚磷酸锆、多聚磷酸锆、磷酸二氢锆、磷酸一氢锆、复合氧化锆、钇锆复合物、镧锆复合物、铈锆复合物、氢氧化铈、氯化铈及其水合物、硝酸铈及其水合物、醋酸铈及其水合物、硅酸铈、硫酸铈及其水合物、氧化铈及其水合物、草酸铈及其水合物、碳酸铈及其水合物、硫酸铈铵及其水合物、硝酸铈铵及其水合物、磷酸铈及其水合物；锆和铈的化合物为添加物，添加量：0.1～50％；含有至少一种钾的化合物，选自氧化钾、氢氧化钾、氯化钾、溴化钾、硫酸钾、亚硫酸钾、碳酸钾、硝酸钾、醋酸钾、甲酸钾、氢氧化钾水合物、亚硝酸钾、磺酸钾、硅酸钾、磷酸钾、亚磷酸钾、多聚磷酸钾、磷酸二氢钾、磷酸一氢钾和偏铝酸钾，添加量：0.1～50％。本专利技术提供一种储热材料，包括以下组分：含有至少一种金属氢氧化物和金属氧化物，选自氢氧化钙、氧化钙、氢氧化镁和氧化镁；含有至少一种锆和铈的化合物，选自氧化锆、氯氧化锆、氢氧化锆、氯化锆、氯氧化锆水合物、硝酸锆、醋酸锆、硅酸锆、硫酸锆、硫酸氧锆、氯酸锆、草酸锆、碳酸锆、硝酸锆、硝酸氧锆、氢氧化锆水合物、锆酸钠、锆酸钾、锆酸锂、磷酸锆、亚磷酸锆、多聚磷酸锆、磷酸二氢锆、磷酸一氢锆、复合氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.中温储热材料，其特征在于，包括以下组分：含有至少一种金属氢氧化物和金属氧化物，选自氢氧化钙、氧化钙、氢氧化镁和氧化镁；含有至少一种锆和铈的化合物，选自氧化锆、氯氧化锆、氢氧化锆、氯化锆、氯氧化锆水合物、硝酸锆、醋酸锆、硅酸锆、硫酸锆、硫酸氧锆、氯酸锆、草酸锆、碳酸锆、硝酸锆、硝酸氧锆、氢氧化锆水合物、锆酸钠、锆酸钾、锆酸锂、磷酸锆、亚磷酸锆、多聚磷酸锆、磷酸二氢锆、磷酸一氢锆、复合氧化锆、钇锆复合物、镧锆复合物、铈锆复合物、氢氧化铈、氯化铈及其水合物、硝酸铈及其水合物、醋酸铈及其水合物、硅酸铈、硫酸铈及其水合物、氧化铈及其水合物、草酸铈及其水合物、碳酸铈及其水合物、硫酸铈铵及其水合物、硝酸铈铵及其水合物、磷酸铈及其水合物。

【技术特征摘要】
1.中温储热材料，其特征在于，包括以下组分：含有至少一种金属氢氧化物和金属氧化物，选自氢氧化钙、氧化钙、氢氧化镁和氧化镁；含有至少一种锆和铈的化合物，选自氧化锆、氯氧化锆、氢氧化锆、氯化锆、氯氧化锆水合物、硝酸锆、醋酸锆、硅酸锆、硫酸锆、硫酸氧锆、氯酸锆、草酸锆、碳酸锆、硝酸锆、硝酸氧锆、氢氧化锆水合物、锆酸钠、锆酸钾、锆酸锂、磷酸锆、亚磷酸锆、多聚磷酸锆、磷酸二氢锆、磷酸一氢锆、复合氧化锆、钇锆复合物、镧锆复合物、铈锆复合物、氢氧化铈、氯化铈及其水合物、硝酸铈及其水合物、醋酸铈及其水合物、硅酸铈、硫酸铈及其水合物、氧化铈及其水合物、草酸铈及其水合物、碳酸铈及其水合物、硫酸铈铵及其水合物、硝酸铈铵及其水合物、磷酸铈及其水合物。2.如权利要求1所述的储热材料，其特征在于，包括以下组分：含有至少一种金属氢氧化物和金属氧化物，选自氢氧化钙、氧化钙、氢氧化镁和氧化镁；含有至少一种锆和铈的化合物，选自氧化锆、氯氧化锆、氢氧化锆、氯化锆、氯氧化锆水合物、硝酸锆、醋酸锆、硅酸锆、硫酸锆、硫酸氧锆、氯酸锆、草酸锆、碳酸锆、硝酸锆、硝酸氧锆、氢氧化锆水合物、锆酸钠、锆酸钾、锆酸锂、磷酸锆、亚磷酸锆、多聚磷酸锆、磷酸二氢锆、磷酸一氢锆、复合氧化锆、钇锆复合物、镧锆复合物、铈锆复合物、氢氧化铈、氯化铈及其水合物、硝酸铈及其水合物、醋酸铈及其水合物、硅酸铈、硫酸铈及其水合物、氧化铈及其水合物、草酸铈及其水合物、碳酸铈及其水合物、硫酸铈铵及其水合物、硝酸铈铵及其水合物、磷酸铈及其水合物；含有至少一种碳、二氧化硅和金属，选自二氧化硅、石墨、石墨烯、石墨烯氧化物、碳管、碳化硅、分子筛、不锈钢和镍。3.如权利要求1所述的储热材料，其特征在于，包括以下组分：含有至少一种金属氢氧化物和金属氧化物，选自氢氧化钙、氧化钙、氢氧化镁和氧化镁；含有至少一种锆和铈的化合物，选自氧化锆、氯氧化锆、氢氧化锆、氯化锆、氯氧化锆水合物、硝酸锆、醋酸锆、硅酸锆、硫酸锆、硫酸氧锆、氯酸锆、草酸锆、碳酸锆、硝酸锆、硝酸氧锆、氢氧化锆水合物、锆酸钠、锆酸钾、锆酸锂、磷酸锆、亚磷酸锆、多聚磷酸锆、磷酸二氢锆、磷酸一氢锆、复合氧化锆、钇锆复合物、镧锆复合物、铈锆复合物、氢氧化铈、氯化铈及其水合物、硝酸铈及其水合物、醋酸铈及其水合物、硅酸铈、硫酸铈及其水合物、氧化铈及其水合物、草酸铈及其水合物、碳酸铈及其水合物、硫酸铈铵及其水合物、硝酸铈铵及其水合物、磷酸铈及其水合物；含有至少一种锂的化合物，选自氧化锂、氢氧化锂、氢氧化锂水合物、氯化锂、溴化锂、硫酸锂、亚硫酸锂、碳酸锂、硝酸锂、醋酸锂、甲酸锂、亚硝酸锂、磺酸锂、硅酸锂、磷酸锂、亚磷酸锂、多聚磷酸锂、磷酸二氢锂、磷酸一氢锂和偏铝酸锂。4.如权利要求1所述的储热材料，其特征在于，包括以下组分：含有至少一种金属氢氧化物和金属氧化物，选自氢氧化钙、氧化钙、氢氧化镁和氧化镁；含有至少一种锆和铈的化合物，选自氧化锆、氯氧化锆、氢氧化锆、氯化锆、氯氧化锆水合物、硝酸锆、醋酸锆、硅酸锆、硫酸锆、硫酸氧锆、氯酸锆、草酸锆、碳酸锆、硝酸锆、硝酸氧锆、氢氧化锆水合物、锆酸钠、锆酸钾、锆酸锂、磷酸锆、亚磷酸锆、多聚磷酸锆、磷酸二氢锆、磷酸一氢锆、复合氧化锆、钇锆复合物、镧锆复合物、铈锆复合物、氢氧化铈、氯化铈及其水合物、硝酸铈及其水合物、醋酸铈及其水合物、硅酸铈、硫酸铈及其水合物、氧化铈及其水合物、草酸铈及其水合物、碳酸铈及其水合物、硫酸铈铵及其水合物、硝酸铈铵及其水合物、磷酸铈及其水合物；含有至少一种钾的化合物，选自氧化钾、氢氧化钾、氯化钾、溴化钾、硫酸钾、亚硫酸钾、碳酸钾、硝酸钾、醋酸钾、甲酸钾、氢氧化钾水合物、亚硝酸钾、磺酸钾、硅酸钾、磷酸钾、亚磷酸钾、多聚磷酸钾、磷酸二氢钾、磷酸一氢钾和偏铝酸钾。5.如权利要求1所述的储热材料，其特征在于，包括以下组分：含有至少一种金属氢氧化物和金属氧化物，选自氢氧化钙、氧化钙、氢氧化镁和氧化镁；含有至少一种锆和铈的化合物，选自氧化锆、氯氧化锆、氢氧化锆、氯化锆、氯氧化锆水合物、硝酸锆、醋酸锆、硅酸锆、硫酸锆、硫酸氧锆、氯酸锆、草酸锆、碳酸锆、硝酸锆、硝酸氧锆、氢氧化锆水合物、锆酸钠、锆酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：武钦佩，孙璐，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11