阿贡实验室材料科学家Dileep Singh领导的研究团队开发了一种快速,高效的热能存储系统(TESS),该系统可快速存储热量并按需释放热量。TESS技术是为太阳能热发电项目而开发的,但具有广泛的商业应用,包括海水淡化厂、热电联产(CHP)系统、建筑制冷/供热以及发电厂的负荷均衡等。该系统可在一定温度范围内进行调节,并具有独特的模块化设计,可以大大提高许多工业过程的能源效率和成本效益。
据了解,这个TESS是一种潜热存储形式,其中的能量包含在相变材料(例如熔盐)中;相变材料被嵌入到多孔、高导热泡沫中。然后,它们用模块内部的惰性气体密封泡沫,防止湿气或氧气进入内部并降解组件。然后,可以将单元内部存储的热量转移到水中,例如,热量变成使涡轮做功的蒸汽。通过选择不同的相变材料,也可以将TESS调整到特定的应用场景。
Dileep Singh表示:该技术的一大优点在于模块化,不需要特别大的储存构造;可以在制造时调整模块尺寸,按照所需要的量进行安装。
研究人员已证明,TESS系统可以在超过700°C的温度下工作。由于能量密度高,它比常用的显热存储系统更小、更灵活。该技术由此获得了美国能源部2019年R&D 100奖。目前,研究人员正在尝试将其应用到凯普斯通涡轮公司(Capstone Turbine Corporation)的热电联产系统中,以促进热回收。
据介绍,在行业合作伙伴的帮助下,Singh及其同事将继续完善TESS技术,已经开发了内部测试设施,以反复充放热来测试性能。除了增强热电联产系统并扩展海水淡化和发电厂的可调度性外,TESS还可将废热转化为重型卡车的机械能或电动汽车的内部供暖。就像TESS可以充当热量的电池一样,TESS还可选择为商业建筑制冷。