近日，德国弗劳恩霍夫研究所发表论文，提出利用沸石这种“热化学”存储材料，能够让热量在长期存储过程中不会损失，因此可以实现储存夏季热量至冬季使用的目的。
储能技术被认为是有效提高能源综合利用效率的关键技术之一，可实现能源供给与需求在时间、空间和强度上的匹配调节，从而实现热量的跨时空、跨局域利用，对高效回收利用广泛的低品位能源具有重要作用。根据储能方式的不同，储热技术主要分为显热储能、相变潜热储能和热化学储能。沸石作为一种“热化学”相变材料，具有储能密度大,效率高以及近似恒温下吸热与放热等优点,因而可以应用于很多能源应用领域,如废热回收、智能空调建筑物、调温调湿、工程保温材料、医疗保健、纺织行业(保温衣物)、日常生活、航天与卫星等精密仪器的恒温等方面。德国弗劳恩霍夫研究所发表论文，提出利用沸石这种“热化学”存储材料，能够让热量在长期存储过程中不会损失，因此可以实现储存夏季热量至冬季使用的目的。研究人员表示，与水不同，沸石不会直接储存热量——相反，热量会带走储存在材料中的水。因此，在能量状态下，沸石是完全干燥的；相反，当水蒸气通过颗粒时，就会释放热量。并且，沸石这种储能材料所具有的优点在于，能量不是以增加热量的形式存储，而是以化学状态存储，这意味着在长期储存期间不会损失热量。
同时，为了提高沸石的导热性，弗劳恩霍夫有机电子、电子束和等离子体技术FEP研究所的研究人员通过ZeoMet项目解决了这一问题，其使用铝包覆了沸石颗粒，使热导率增加了一倍，而且不会对水的吸附和解吸产生负面影响。并且，研究人员正试图通过调整涂层将其增加五到十倍。对于一升直径为5毫米的沸石颗粒，大约个这样的小颗粒必须均匀地涂上铝。对于一毫米的粒度，这相当于一百万个总表面积为3.6平方米的沸石颗粒。
沸石太阳能储能原理
沸石是含有结晶水的碱金属或碱土金属的铝硅酸盐矿物。其一般化学式为AmXpO2p·nH2O。其中A代表Ca、Na、K、Ba和Sr；X代表Al和Si。沸石由通过共享所有氧原子连接的AlO4和SiO4四面体的三维网络组成。沸石的铝硅酸盐骨架非常开放，包含通道和部分充满阳离子和水分子的互连空隙。晶内空隙占大多数沸石总晶体体积的20%至50%。当沸石被加热时，晶内空隙中的水分子被部分或全部解吸。解吸后的水分子可再次吸附在空气或水中，不破坏沸石的晶格结构。沸石对水具有极其非线性的吸附等温线。吸附和解吸水的特性使沸石成为一种新型的太阳能储存材料，并被人们炫耀。沸石受热时，其中的水分子逸出，同时储存热能；当水分子再次被吸附时，沸石中的热能被释放出来。这两个过程可以用化学方程式表示如下：AmXpO2p·nh2O=AmXpO2p+nH2O（吸热）AmXpO2p·nh2O=AmXpO2p+nH2O（吸热）另外，沸石不仅可以用于蓄热，还可以为家用太阳能集热器以及移动应用提供冷却功能。例如，在商用车辆中，动力装置的热量损失可用于空调作为热化学循环的一部分。弗劳恩霍夫FEP研究人员称，作为储能新材料之一的沸石，其未来投入广泛生产、应用将为传统储能材料带来巨大挑战。同时，其已加强与材料开发商和系统工程师的联系，以寻找灵活应用沸石技术进行供暖和制冷的合理解决方案。
随着科技的不断发展，人们一直在致力于寻找合适的太阳能存储技术，以最小的成本满足人们对生活的需求。另一方面，世界范围内的能源日趋紧张与环境污染问题以及我国目前的能源结构调整策略为热化学储能的应用带来了很大的契机。当前，热化学储能以自身具有的特殊功能，在大规模千兆瓦级电力调峰、太阳能热力发电、工业和民用废热和余热的回收利用等领域具有广泛的应用前景。作为热化学储能的优秀代表，沸石太阳能储能方式应用前景十分广阔，相信不久的将来，沸石太阳能储能技术必将成为更重要的储能手段之一，为生产生活提供更有效的保障
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参考文献
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