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摘要
光热电站需要配备大规模高温储热模块,金属氧化物可以通过可逆氧化还原反应实现热量的存储与释放。其中锰基氧化物无毒、廉价,极具潜力,但可逆性较差。为此,本研究采用深共溶溶剂离子热合成了锰基氧化物,探索了合成参数和铁掺杂对其储热性能的影响。离子热合成的MnCO3前驱体在高温下分解释放CO2,使锰基氧化物具有丰富的孔隙结构,为氧气的传输与扩散提供通道,有利于氧化还原反应。离子热合成的Mn2O3比商业Mn2O3反应性能好,但其氧化反应速度较慢;合成温度150℃、掺杂20%Fe的锰铁氧化物的氧化速率快,储热密度高达300.66 J/g,反应可逆性最佳,可实现长期稳定循环。离子热合成策略可以增加锰氧化物中晶格氧占比,促进氧空位的迁移,从而提高可逆性和循环稳定性。
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单位能源清洁利用国家重点实验室; 浙江大学
