TiO2改性的CaCO3热化学储热的反应性能

作者：徐钿昕; 田希坤; 闫君; 叶强; 赵长颖^*

来源：储能科学与技术, 2022, 11(01): 1-8.

DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0281

• CaCO3热化学储热
• TiO2改性
• 循环稳定性
• 碳酸化放热
• 分解过程

CaCO3/CaO热化学储热体系在清洁能源发电领域具有广阔的应用前景，有助于尽早实现碳达峰、碳中和。本文通过物理混合法制备了掺杂TiO2的CaCO3/CaO复合储热材料，系统研究了TiO2掺杂对CaCO3/CaO循环稳定性和储/放热过程中反应性能的影响。实验结果表明：在掺杂摩尔比为100∶2.5(Ca∶Ti)时，复合材料展现出了最佳的循环稳定性，15次循环后的转换率为对照组的1.65倍。表征结果显示，最佳掺杂比例的CaCO3-TiO2复合储热材料具有更小的粒径和更发达的孔隙，因而在循环过程中具备更好的抗烧结能力。在碳酸化放热过程中，CaCO3-TiO2-2.5在高温区(750℃和800℃)有更高的反应转换率和放热/储热焓值比例，但由于复合材料中CaCO3的含量下降，其储热、放热的焓值有所下降。此外，在等温储热分解过程中，N2气氛下TiO2掺杂可提升反应速率、减少反应时间；CO2气氛下Ti O2掺杂可降低起始分解温度，促使反应更早开始与结束。而在非等温储热过程中(10℃/min),CO2气氛下TiO2掺杂可将纯CaCO3的起始分解温度从897.16℃降至870.92℃。综上，Ti O2改性对CaCO3/CaO储热技术的实际应用具有深远意义。

• 单位
  上海交通大学