美国研究人员开发创新储热技术 利用余热为电动汽车座舱供暖

发电过程往往会产生热量。不论在工厂、汽车，还是发电厂中，这种强大的能量来源，目前尚未得到充分利用。据外媒报道，美国能源部阿贡国家实验室正在开发一种创新系统，可以快速储存热量，并在需要时将其释放出来。从灵活性和效率上看，都超过传统储存方式。

阿贡的热能储存系统（TESS），最初是为了捕获和储存集中式太阳能发电设施中的余热而开发的。该系统也适用于各种商业应用，包括海水淡化厂、热电联产（CHP）系统、工业化过程和重型卡车等。

回收和利用余热可以提高效率，从等量燃料中提取更多能量，从而降低成本。如果电力或海水淡化厂运行集中式太阳能设施，TESS系统可以在白天捕捉热量，并在晚上释放热量，以保持工厂运转。阿贡高级材料科学家Dileep Singh表示：“无论何时，只要发生燃烧过程，你就浪费了大约60%的热能。从某种意义上说，这是一种热能版电池，你可以用它来吸收和释放热量，而不是电能。”

阿贡的TESS是一种潜热储存系统，通过相变材料储存能量，比如熔盐。这种材料可以很好地保持热量，但是，它们通常是不良导体，所以，吸收和释放能量的时间太长。

为了解决这一问题，阿贡的研究人员提出新方法，将相变材料嵌入多孔、高导热泡沫中。然后，利用惰性气体，将泡沫密封在一个模块内，防止水分或氧气进入并降解组件。例如，其中储存的热量可以转移至水中，然后，水变成蒸汽推动涡轮机。为了适应特定应用，也可以利用不同的相变材料，对TESS系统进行调整。Singh称：“我们技术的一大优点在于模块化，不需要特别大的储存构造。你可以在制造时调整模块尺寸，如55加仑或更小，然后，按照所需要的量进行安装。”

研究人员已证明，TESS系统可以在超过700°C的温度下工作。由于能量密度高，它比常用的显热存储系统更小、更灵活。目前，研究人员正在尝试将其应用到凯普斯通涡轮公司（Capstone Turbine Corporation）的热电联产系统中，以促进热回收。

在行业合作伙伴的帮助下，Singh和同事们不断完善TESS 技术。他们自主开发了一个设施，以测试重复充放热能。除了加强热电联产系统和扩大海水淡化和发电厂的调度能力外，TESS系统还可以将废热转化为重型卡车的机械能，或为电动汽车提供热量。就像TESS可以用作供热电池，它可以用来制冷，比如可能成为商业建筑的冷却选项。