阿貢實驗室材料科學家Dileep Singh領導的研究團隊開發了一種快速,高效的熱能存儲系統(TESS),該系統可快速存儲熱量并按需釋放熱量。TESS技術是為太陽能熱發電項目而開發的,但具有廣泛的商業應用,包括海水淡化廠、熱電聯產(CHP)系統、建筑制冷/供熱以及發電廠的負荷均衡等。該系統可在一定溫度范圍內進行調節,并具有獨特的模塊化設計,可以大大提高許多工業過程的能源效率和成本效益。
據了解,這個TESS是一種潛熱存儲形式,其中的能量包含在相變材料(例如熔鹽)中;相變材料被嵌入到多孔、高導熱泡沫中。然后,它們用模塊內部的惰性氣體密封泡沫,防止濕氣或氧氣進入內部并降解組件。然后,可以將單元內部存儲的熱量轉移到水中,例如,熱量變成使渦輪做功的蒸汽。通過選擇不同的相變材料,也可以將TESS調整到特定的應用場景。
Dileep Singh表示:該技術的一大優點在于模塊化,不需要特別大的儲存構造;可以在制造時調整模塊尺寸,按照所需要的量進行安裝。
研究人員已證明,TESS系統可以在超過700°C的溫度下工作。由于能量密度高,它比常用的顯熱存儲系統更小、更靈活。該技術由此獲得了美國能源部2019年R&D 100獎。目前,研究人員正在嘗試將其應用到凱普斯通渦輪公司(Capstone Turbine Corporation)的熱電聯產系統中,以促進熱回收。
據介紹,在行業合作伙伴的幫助下,Singh及其同事將繼續完善TESS技術,已經開發了內部測試設施,以反復充放熱來測試性能。除了增強熱電聯產系統并擴展海水淡化和發電廠的可調度性外,TESS還可將廢熱轉化為重型卡車的機械能或電動汽車的內部供暖。就像TESS可以充當熱量的電池一樣,TESS還可選擇為商業建筑制冷。