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熔融盐储能技术将应用在未来交通运输领域

 jc_ipec 2019-01-02

中国储能网讯:由于在内河航道航行的距离相对较短,因此船舶采用电池推进技术更具吸引力。虽然采用的电池通常是锂离子电池和铅酸蓄电池,但熔融盐储能的电池可能是更好的选择,因为这种电池可以在高温的环境下运行,并提供更长的使用寿命。 

熔融盐储能系统

虽然电化学电池是现代交通可充电储能技术的基础,但热储能曾是交通储能技术的基础。在蒸汽铁路时代,蒸汽机车甚至一些船舶依靠蒸汽的热能运行。在250psia(磅/平方英寸)至1000psia的高压下,水的温度远高于标准大气压下的正常沸点,温度超过200℃。当节流阀打开时,系统内的压力下降,导致一些热水闪蒸成蒸汽,释放出能量。

早期建造的一些短程潜艇是由蒸汽驱动的,蒸汽在汽缸中膨胀,驱动螺旋桨运转。而在铁路运输中,蒸汽可以驱动火车运输货物。闪蒸蒸汽推进技术非常可靠,并且运行成本非常低。早在1924年,丹麦就致力开发熔融盐储能技术,其中采用在300℃下储存热量的氢氧化钠,并且用于产生蒸汽。而在现代,太阳能热能发电场采用熔融盐热储能技术产生电力。

现代高温储能技术

而如今有两种截然不同的高温储能方法:一种是经过验证的太阳能热能发电厂正在使用的热熔融热储能技术。在白天,将一部分太阳能的热能导入高温、热熔融热储能器中。低成本的热储能材料为天然的硝酸钠和硝酸钾的混合物。高性能熔融混合物包括氟化钠和氢氧化钠,或可以产生过热蒸汽的氟化锂和氢氧化锂。

另一种高温储能技术是采用隔板分离器的熔融硫酸钠电池,以实现熔融硫和熔融钠之间的受控电化学相互作用。熔融硫酸钠技术已应用于固定的电网规模储能应用。然而,硫酸钠电池具有易燃的缺点。隔板技术的性能对电网规模熔融金属电池的性能和寿命至关重要。麻省理工学院的研究人员在Donald Sadoway教授的指导下,在开发长寿命熔融金属电池应用的耐用分离器技术方面取得了重大突破。

电池的寿命和成本

电化学电池技术初始和更换成本较高,并且使用寿命有限。相比之下,热储能技术可大大延长使用寿命,降低长期成本。原有的闪蒸蒸汽储能技术可以实现数万次重复深循环充放电,成本低,使用寿命大大延长。同样,热熔热储能也提供了几十年内的使用寿命,几乎无限的深循环再充电和放电循环,以及长期较低的成本。

固定式与移动储能应用

闪蒸蒸汽和热熔融热储能技术已经用于固定和移动的储能应用。闪蒸蒸汽储能技术在铁路运输服务中以低成本提供可靠的性能,并在短途海上应用中提供替代应用,例如拖船服务。现代高性能热熔储能技术涉及采用氢氧化钠和氟化钠的混合物。氢氧化锂和氟化锂的混合物在427℃下储存超过1100kJ/kg的热能。虽然钠混合物可以提供汽化热,将液态水转化为饱和蒸汽,但锂混合物可以使蒸汽过热,以便在发动机中有效膨胀。

虽然熔融金属电化学电池已经开发用于固定式电网储能应用,但是可以将该技术用作内陆水道推进船舶航行的储能技术。

在船舶的应用中,可以满足其每1,000立方英尺容量为1MWh熔融盐电池的重量、体积、绝缘、能量密度的要求。

美国麻省理工学院(MIT)在分离器技术方面取得的进展,将极大地延长其使用寿命,并降低熔融盐电化学电池的长期成本,使该储能技术与锂电池技术相比更具竞争力。(来源:中国储能网)

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