1、成果简介
吸附型储热技术在可持续、低成本的热管理和储能方面受到了广泛的关注。然而，吸附剂的低吸附容量是实现高能量密度吸附式储热面临的一个长期挑战。本文，上海交通大学王如竹教授，李廷贤研究员等在《ACS Energy Lett》期刊发表名为Ultrahigh-Energy-Density Sorption Thermal Battery Enabled by Graphene Aerogel-Based Composite Sorbents for Thermal Energy Harvesting from Air”的论文，研究提出一种基于石墨烯气凝胶（GA）的复合吸附剂实现的超高能量/功率密度吸附热电池（STB），可实现创纪录的高效热能收集和存储。
通过在GA基质（CaCl 2 @GA）内的密闭氯化钙合成具有高盐分含量的可扩展GA基复合吸附剂，该吸附剂显示出快速的吸附动力学和高达2.89 g·g –1的巨大吸附能力，这是由GA基质和CaCl2的化学吸附-潮解-吸收。通过多步水解吸实现CaCl 2 @GA吸附剂与空气中的湿气的热充放电。重要的是，实验室规模的盒子在空间供暖方面的记录能量密度为1580 Wh·kg –1，功率密度为815 W·kg –1。该工作为有效地热能收集，存储和利用提供了一种有前途的低碳途径。
2、图文导读
图1.用于连续空间加热的吸附式热电池（STB）的工作图。
图2.合成的石墨烯气凝胶复合吸附剂表征
图3. CaCl 2 @GA复合吸附剂的多步水吸附-解吸
图4. 吸附热池搭建及性能测试
3、小结
基于石墨烯气凝胶复合吸附剂的超高能量密度吸附热池，通过石墨烯气凝胶复合吸附剂与空气中水蒸汽之间的解吸-吸附实现储热与放热，同时通过热力循环实现储热阶段的热能梯级利用和放热阶段的热能提质利用，能量密度可高达1580 Wh·kg-1, 是传统显热/相变储热的20-30倍。该工作为低碳高效、高能量密度、高功率密度的热能收集、储存和利用提供了新思路。
论文链接：
https://doi.org/10.1021/acsenergylett.1c00284
文献：
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