太陽能光熱發電技術作為新興的能源技術, 是國家在 '十二五' 期間能源規劃的重點發展方向, 也是推進 '節能提效' 戰略的主要技術領域. 作為太陽能光熱發電的核心技術, 儲熱材料的選擇與製備尤為重要. 熔融鹽以熱容大, 粘度低, 蒸汽壓低, 寬溫等諸多獨特的性能優勢, 成為光熱發電儲能材料的首選.
我國擁有豐富的太陽能資源, 青藏高原尤為突出. 青海省年太陽總輻射量在2000kWh/m2以上, 年日照時數在3200小時以上, 同時具備電網接入, 冷卻水源, 大量的荒漠化土地等條件, 十分適合建設大型太陽能光熱發電站. 青海省鹽湖富含鉀, 鎂, 鈉等鹽類, 礦產資源豐富, 可以降低相關相變儲能材料的生產成本, 將有利於推進太陽能的規模化發展, 能源結構的調整優化.
中國科學院青海鹽湖研究所鹽湖資源化學實驗室王敏研究團隊以青海柴達木盆地鹽湖資源富產的鉀鹽, 鈉鹽, 鎂鹽等為原材料, 開展了熔鹽儲能材料的基礎研究. 以鹽湖資源為原料, 建立了二元及多元硝酸鹽體系熔鹽儲熱材料的製備技術, 探索了提高比熱, 導熱等熔鹽性能的熱物性參數, 掌握了提高硝酸鹽熔鹽體系最高使用溫度, 降低其熔點的工藝方法, 取得了多組分硝酸鹽體系的相圖數據, 並已建立了一套能夠預測體系熔點的數據模型, 為產業化生產提供了充足的技術基礎. 在此基礎上, 通過添加硝酸鎂, 製備了低熔點的三元熔鹽儲能材料; 並將碳納米管引入到硝酸鹽體系, 進一步提升了其導熱性能. 這不僅為硝酸熔鹽儲熱材料的製備提供理論基礎, 也為其在光熱發電的應用開啟了更多的可能性. 詳細內容參見《鹽湖研究》2018年第2期 '研究亮點' 1-8頁.
300℃下MWCNTs摻雜Solar Salt複合材料的拉曼光譜
兩種不同純度NKM的熱物性: (a)工業級三元鹽TG-DSC; (b)高純三元鹽TG-DSC; (c)密度; (d)粘度; (e)比熱; (f)導熱係數
