石墨(mo)訊：壹(yi)系列(lie)的研發活(huo)動看(kan)似(si)正在(zai)逐步(bu)推(tui)進石墨(mo)儲(chu)熱(re)技術(shu)邁向商業(ye)化應(ying)用的(de)門檻(kan)，但目前還無(wu)法對(dui)此(ci)定論，光熱(re)發電(dian)業(ye)界對石墨(mo)儲(chu)熱(re)技術(shu)的研(yan)究(jiu)和實踐(jian)還亟待(dai)加強(qiang)。

　　Solastor公司(si)的(de)塔式石墨(mo)吸(xi)熱(re)儲(chu)熱(re)系統(tong)

　　如(ru)果妳並非壹直(zhi)關註這(zhe)種技術(shu)，妳可能並不了解石墨(mo)儲(chu)熱(re)。此前(qian)有(you)壹(yi)些關於此(ci)項技術(shu)的研(yan)發(fa)推動，但(dan)壹(yi)直以來(lai)，並未(wei)有公開的(de)研究(jiu)成(cheng)果公布(bu)。

　　其(qi)中最(zui)有(you)名(ming)的(de)當(dang)屬西(xi)班牙(ya)SENER公司(si)在(zai)此方面(mian)取得的(de)進展，其得益於美(mei)國(guo)能源部(bu)Sunshot計(ji)劃(hua)的(de)支持對石墨(mo)儲(chu)熱(re)技術(shu)進行了(le)研發(fa)。據(ju)公開信(xin)息顯示，SENER正在研(yan)究(jiu)壹(yi)種高(gao)效、經(jing)濟(ji)的固體石墨(mo)儲(chu)熱(re)解決(jue)方(fang)案(an)。據(ju)Sunshot網(wang)站對該(gai)項目的介(jie)紹信(xin)息：如(ru)果該(gai)項研(yan)發取得成(cheng)功，這種儲(chu)熱(re)技術(shu)可在(zai)超(chao)過800攝氏度(du)、甚(shen)至(zhi)高(gao)達1650攝(she)氏(shi)度(du)的溫度(du)下穩(wen)定應(ying)用，無(wu)寄(ji)生(sheng)性(xing)能源消耗(hao)，預(yu)期(qi)壽命(ming)可達30年(nian)。但(dan)該(gai)網(wang)站也(ye)同時指(zhi)出(chu)了該(gai)項目可能面對的挑戰(zhan)，包(bao)括(kuo)提高儲(chu)熱(re)系統(tong)內(nei)部(bu)的(de)布(bu)局(ju)設計(ji)、減少(shao)管(guan)道需(xu)求(qiu)，增(zeng)加其(qi)經(jing)濟(ji)性(xing)，提高導(dao)熱(re)系數(shu)，降(jiang)低石墨(mo)用量等。

　　澳(ao)大(da)利亞的(de)壹(yi)家(jia)創新型分布(bu)式塔式熱(re)發電(dian)技術(shu)公司(si)Solastor公司(si)(參(can)考(kao)CSPPLAZA相(xiang)關報道)是(shi)壹(yi)家(jia)采(cai)用(yong)高(gao)純(chun)度(du)石墨(mo)作(zuo)為(wei)儲(chu)熱(re)材料(liao)並在(zai)實踐(jian)中予以應(ying)用的(de)企業(ye)，其於2011年(nian)5月建(jian)成(cheng)投運(yun)的(de)3MW的(de)LakeCargelligo示(shi)範(fan)電(dian)站即是(shi)這(zhe)樣(yang)壹個(ge)采(cai)用(yong)石墨(mo)作(zuo)儲(chu)熱(re)材料(liao)的塔(ta)式熱(re)發電(dian)項目，其將(jiang)熱(re)量接(jie)收(shou)器和儲(chu)熱(re)系統(tong)、蒸(zheng)汽(qi)發(fa)生(sheng)系統(tong)集合為(wei)壹個(ge)系(xi)統(tong)，雖(sui)然(ran)使系(xi)統(tong)設(she)計(ji)和(he)構(gou)造(zao)趨於簡單化，但(dan)無(wu)法使單機(ji)做大(da)規(gui)模。該(gai)公司(si)稱(cheng)這種系(xi)統(tong)為(wei)G1-SSR，Solastor稱(cheng)這(zhe)是(shi)壹(yi)種(zhong)簡(jian)單、強(qiang)大的太(tai)陽(yang)能過熱(re)和儲(chu)熱(re)接收(shou)器。該(gai)公司(si)總(zong)經理SteveHollis今(jin)年(nian)3月(yue)份還來(lai)到(dao)中國(guo)市(shi)場(chang)推廣(guang)這項(xiang)技術(shu)，其聲(sheng)稱(cheng)這是(shi)可(ke)以幫助(zhu)光熱(re)發電(dian)實現(xian)24小時發(fa)電(dian)的儲(chu)熱(re)技術(shu)。

　　石墨(mo)納米粒子(zi)

　　Solastor公司(si)董(dong)事(shi)長(chang)NickBain也(ye)確(que)信(xin)石墨(mo)是(shi)G1-SSR熱(re)量接(jie)收(shou)器很好(hao)的(de)材(cai)料(liao)選擇(ze)。但(dan)這個公司(si)壹(yi)般不公開討論這項(xiang)技術(shu)，僅僅(jin)在(zai)壹些商業(ye)活(huo)動上會對其(qi)進行壹(yi)些介(jie)紹。

　　當(dang)前的(de)大(da)規(gui)模光熱(re)電(dian)站采用(yong)最(zui)多(duo)的(de)儲(chu)熱(re)介(jie)質(zhi)為(wei)硝(xiao)酸鹽熔鹽，而純(chun)粹利用(yong)石墨(mo)儲(chu)熱(re)的成(cheng)本較高，那麽(me)，是(shi)否(fou)可(ke)以采用石墨(mo)納米粒子(zi)與現(xian)有熔鹽進行混(hun)合以提高熔鹽的比熱(re)?在美(mei)國(guo)能源部(bu)的(de)資(zi)金扶持下，德(de)克(ke)薩(sa)斯(si)A&M大學對此進行了(le)研究(jiu)。該(gai)研究(jiu)團(tuan)隊(dui)的(de)DebjyotiBanerjee博(bo)士(shi)稱，“將石墨(mo)納米粒子(zi)混合(he)入(ru)熔鹽可以提高熔鹽的儲(chu)熱(re)能力，除了(le)石墨(mo)碳納(na)米管，我(wo)們(men)也(ye)在研(yan)究(jiu)陶(tao)瓷納(na)米粒子(zi)的可(ke)行(xing)性(xing)，這種(zhong)材料(liao)在價格(ge)上更(geng)加低廉。利用陶(tao)瓷納(na)米粒子(zi)，妳可以使熔鹽獲得與采用石墨(mo)納米粒子(zi)相(xiang)似(si)的儲(chu)熱(re)能力。添加這(zhe)種(zhong)粒子(zi)的濃(nong)度(du)僅需在(zai)0.1%~1%之(zhi)間(jian)。”

　　另(ling)外(wai)，Banerjee博(bo)士的(de)團(tuan)隊(dui)還對氯(lv)化物鹽作(zuo)為(wei)硝(xiao)酸鹽的替代儲(chu)熱(re)介(jie)質(zhi)進行了(le)研究(jiu)。結(jie)果顯示可以在1000攝氏度(du)以上的(de)工(gong)作(zuo)溫(wen)度(du)下工(gong)作(zuo)，特(te)別(bie)是(shi)在(zai)混(hun)合(he)了(le)陶(tao)瓷納(na)米粒子(zi)後，效果更(geng)加顯著(zhu)。

　　雖(sui)然目前的(de)測(ce)試(shi)設備(bei)不能在如此高(gao)的(de)溫(wen)度(du)下工(gong)作(zuo)，但(dan)A&M大學的研究(jiu)團(tuan)隊(dui)能夠確(que)定的是(shi)：氯(lv)化物鹽的特(te)殊(shu)儲(chu)熱(re)能力可以在混合陶(tao)瓷納(na)米粒子(zi)後獲得極大(da)的(de)增(zeng)強，其(qi)測(ce)試(shi)設備(bei)在(zai)高(gao)達700攝(she)氏(shi)度(du)的溫度(du)下對其(qi)進行了(le)測(ce)試(shi)和驗(yan)證(zheng)。

　　未(wei)來(lai)的設(she)計路線(xian)

　　Banerjee博(bo)士說：“采用(yong)石墨(mo)納米粒子(zi)混合(he)熔鹽是(shi)壹(yi)項(xiang)非(fei)常(chang)有(you)前(qian)途的(de)儲(chu)熱(re)技術(shu)路線(xian)，其(qi)不僅僅可以用於傳統(tong)的(de)太(tai)陽(yang)能熱(re)發電(dian)站，也(ye)可以用於更(geng)具(ju)前瞻性(xing)的創新設計中去。”但(dan)氯(lv)化物鹽的腐(fu)蝕(shi)性(xing)較強(qiang)，因此要(yao)想(xiang)應(ying)用這(zhe)種熔鹽就必(bi)須設計(ji)強(qiang)抗腐蝕(shi)的管道系(xi)統(tong)和(he)熔鹽罐子(zi)，同時還需要(yao)耐高(gao)溫(wen)。這壹點(dian)對系(xi)統(tong)的(de)壽命(ming)有重(zhong)要(yao)影響(xiang)。

　　如(ru)果需要1000攝(she)氏(shi)度(du)以上的(de)儲(chu)熱(re)溫度(du)，項目開發(fa)商將很可(ke)能必(bi)須采用(yong)某(mou)種特(te)殊(shu)類型的(de)石墨(mo)材料(liao)，安裝防火管道和(he)流(liu)體裝卸設(she)備。這(zhe)是(shi)唯(wei)壹(yi)的可以保證其在(zai)如此(ci)高(gao)的溫(wen)度(du)下運(yun)行(xing)且具有抗腐(fu)蝕(shi)性(xing)能的方法。Banerjee說(shuo)，“可(ke)考(kao)慮(lv)采(cai)用(yong)石墨(mo)材料(liao)制作(zuo)管(guan)道系(xi)統(tong)，這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)石墨(mo)天(tian)然(ran)的(de)耐(nai)高(gao)溫屬性(xing)。”

　　對於(yu)氯化物鹽本身，采用(yong)石墨(mo)納米粒子(zi)混合(he)來(lai)增(zeng)加其(qi)比熱(re)也(ye)有壹(yi)定的作(zuo)用(yong)，但這種(zhong)物質(zhi)相(xiang)對(dui)陶(tao)瓷納(na)米粒子(zi)來(lai)說更(geng)易(yi)受到(dao)氧(yang)化。但(dan)這並不意味著石墨(mo)納米粒子(zi)不能與熔鹽進行混(hun)合。

　　以1%的混合比例計算(suan)，壹個(ge)30000噸(dun)的(de)儲(chu)熱(re)罐需要(yao)的(de)石墨(mo)納米粒子(zi)量為(wei)300噸(dun)，我(wo)們(men)可以從成(cheng)本、效益的角度(du)綜(zong)合(he)考(kao)量，是(shi)采(cai)用(yong)陶(tao)瓷納(na)米粒子(zi)還是(shi)石墨(mo)納米粒子(zi)。

　　對石墨(mo)或陶(tao)瓷材(cai)料(liao)的儲(chu)熱(re)性(xing)能的研究還在繼(ji)續，將(jiang)其與目前常(chang)用的(de)硝(xiao)酸鈉(na)/硝(xiao)酸鉀熔鹽進行混(hun)合儲(chu)熱(re)也(ye)還需要(yao)進行實踐(jian)驗證(zheng)，采(cai)用氯化物鹽代替硝(xiao)酸類熔鹽與其進行混(hun)合的(de)儲(chu)熱(re)研究(jiu)更(geng)在(zai)初(chu)級(ji)階段(duan)，純(chun)粹地采用(yong)石墨(mo)或陶(tao)瓷材(cai)料(liao)進行儲(chu)熱(re)也(ye)面臨(lin)著不少(shao)的(de)問題。在(zai)上述(shu)這(zhe)些方面，我們(men)需(xu)要(yao)更(geng)多(duo)的(de)研發投入(ru)。