[发明专利]蓄热储能熔盐材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种蓄热储能熔盐材料及其制备方法和应用，所述蓄热储能熔盐材料由包括10～12重量份的稀土硝酸盐‑铝硅酸钠复合材料、70～80重量份的钙基改性稀土硝酸盐和8～10重量份的硝酸钾的原料形成；所述稀土硝酸盐‑铝硅酸钠复合材料由包括负载改性稀土硝酸盐的铝硅酸钠陶瓷和氧化石墨烯的原料形成；所述钙基改性稀土硝酸盐为由氢氧化钙和稀土硝酸盐形成；稀土硝酸盐中的稀土元素选自镧元素和/或铈元素。本发明的蓄热储能熔盐材料蓄热所需运行温度低，其储能放能效率较高。

技术领域

本发明涉及一种蓄热储能熔盐材料及其制备方法和应用。

背景技术

熔盐是指熔融态下的液体盐，工程中使用的熔盐通常指无机盐熔融体。熔盐具有高沸点、低粘度、低蒸汽压力和高体积热的特点，是一种优良的蓄热储热介质。熔盐储能技术是利用熔盐在升温和降温过程中的温差实现热能存储。在应用领域，人们通常利用熔盐的特性，将光热发电与熔盐蓄热储能技术相结合，可实现24小时稳定持续供电，具有可调节、对电网更友好、兼容性更强，是最有条件担当基础电力负荷的新能源，高温熔融盐主要有硝酸盐、碳酸盐、硫酸盐、氟化物、氯化物、氧化物等。

在众多的蓄热材料中，熔盐是目前研究和应用较多的一种，既能作为潜热蓄热材料，又能作为显热材料应用于光热发电中，具有较多其他蓄热材料没有的特点，因此引起国内外学者的广泛关注和研究。

CN111410938A公开了一种二元熔盐及其制备方法，所述二元熔盐为硝酸盐体系二元熔盐，包括质量比为4:6的硝酸钾和硝酸钠。CN107057654A公开了一种混合硝酸盐传热蓄热工质，由Ca(NO₃)₂、KNO₃、NaNO₃和LiNO₃组成。

CN115558470A公开了一种硝酸盐改性钙基热化学储能材料，该材料由氢氧化钙和金属硝酸盐经湿法混合而得。该材料蓄热所需运行温度降低。CN115746798A公开了一种具有高储能密度的熔盐材料及其制备方法，包括以下步骤：制备改性的陶瓷粉末；脱水的KNO₃粉末、脱水的NaNO₂粉末、脱水的KNO₂粉末和改性的陶瓷粉末混合搅拌、加热，静态熔融，得到硝酸熔盐混合体系；石墨、氧化石墨烯、酚醛树脂粘结剂和中间相碳微球经过混捏、炭化、纯化，得到纯化后的石墨混合物；纯化后的石墨混合物、纳米银和水滑石粉末混合，得到石墨混合物；石墨混合物静压制备得到石墨块；石墨块和硝酸熔盐混合体系浸渗，得到熔盐材料。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种蓄热储能熔盐材料，其蓄热所需运行温度较低，进一步地，其储能放能效率较高。再有，其可以采用自然配分的硝酸镧铈，可以因地制宜，降低成本。本发明的另一个目的在于提供一种上述蓄热储能熔盐材料的制备方法。本发明的再一个目的在于提供一种蓄热储能熔盐材料的应用。

一方面，本发明提供一种蓄热储能熔盐材料，所述蓄热储能熔盐材料由包括10～12重量份的稀土硝酸盐-铝硅酸钠复合材料、70～80重量份的钙基改性稀土硝酸盐和8～10重量份的硝酸钾的原料形成；

所述稀土硝酸盐-铝硅酸钠复合材料由包括负载改性稀土硝酸盐的铝硅酸钠陶瓷和氧化石墨烯的原料形成；其中，氧化石墨烯和负载改性稀土硝酸盐的铝硅酸钠陶瓷的质量比为4～5:11～15；

所述负载改性稀土硝酸盐的铝硅酸钠陶瓷由包括铝硅酸钠陶瓷和改性稀土硝酸盐的原料形成；其中，铝硅酸钠陶瓷和改性稀土硝酸盐的质量比为3～4:5～7；所述改性稀土硝酸盐为钙基改性稀土硝酸盐；

所述钙基改性稀土硝酸盐为由氢氧化钙和稀土硝酸盐形成，其中，氢氧化钙与稀土硝酸盐的质量比为0.8～1.2:3～3.5；

其中，稀土硝酸盐中的稀土元素选自镧元素和/或铈元素。