化學蓄熱是常見的一種蓄熱方式。其原理可以簡述為:物質在發(fā)生可逆化學反應時,會與外界發(fā)生能量的交換,利用該過程從而達到儲放熱的目的。其蓄熱模式可以簡化為AB+Energy<=>A+B。當物質 AB 的分子鍵斷開,能量釋放儲存于系統(tǒng)中,當可逆反應發(fā)生時,AB 分子鍵重新組合,系統(tǒng)中的能量重新儲存于 AB 中。因此化學蓄熱密度大小取決于材料的質量、反應的吸熱焓以及可逆反應的進行程度[6]。 通過查詢文獻發(fā)現(xiàn),有三類可逆的熱化學反應受到學者的大量研究,第一類是氨的可逆分解合成反應[13]:2NH3+Energy<=>3H2+N2;第二類是金屬氧化物的可逆反應:MO2n+1+Energy<=>MO+nO2;第三類是金屬氫化物的可逆反應:MH2m+Energy<=>M+mH2?;瘜W蓄熱的特點是蓄熱密度非常大[16],大約為 10000 MJ/m3,因此體積很小的蓄熱系統(tǒng)就可以實現(xiàn)很大的蓄熱體量。除此之外,化學蓄熱的優(yōu)點還包括很長的蓄熱持續(xù)時間,反應產(chǎn)物無污染,實現(xiàn)季節(jié)性蓄熱等。當然化學蓄熱的缺點也很明顯[17],如需要催化劑控制反應的速率,而且很多情況下反應速率難以控制到理想狀態(tài);化學反應溫度和壓力通常都比較高, 這就對容器的安全性提出嚴格的要求, 從而會無形中提高設備成本。 吸附式蓄熱也是一種蓄熱方式,被認為包含在化學蓄熱中。吸附式蓄熱的原理如下: 吸附物質在吸附和解析過程中會與外界發(fā)生不同的能量交換。物質在解析過程中會吸收大量的熱,而在吸附
的過程中會放出大量的熱, 利用該過程可以達到儲放熱的目的[18]。雖然化學蓄熱(含吸附蓄熱)蓄熱密度大且可以實現(xiàn)季節(jié)性蓄熱,但是反應過程難以控制,大部分還處于實驗理論研究階段,距離實際的大規(guī)模運用還有一段距離 。