近日，上海交大機(jī)械與動力工程學(xué)院制冷與低溫工程研究所王如竹教授領(lǐng)銜的ITEWA團(tuán)隊在Cell Press旗下Cell Reports Physical Science上發(fā)表了題為“Passive Day and Night Heating for Zero Energy Buildings with Solar-Based Adsorption Thermal Battery”的評述性文章，論文第一作者是博士生曾子雅，第二作者是趙炳晨助理研究員，通訊作者是王如竹教授。文章聚焦于被動式吸附儲熱技術(shù)，總結(jié)了目前吸附儲熱領(lǐng)域從材料到系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，分析影響實際儲熱/供熱效果的關(guān)鍵因素，由此提出一種從空氣中取能實現(xiàn)超高能量密度的被動式太陽能吸附儲熱系統(tǒng)，指導(dǎo)未來吸附儲熱技術(shù)適用于建筑供暖應(yīng)用的發(fā)展方向，并給出適用于不同工作條件下的材料選型依據(jù)，系統(tǒng)性能及經(jīng)濟(jì)性分析，以及用戶熱舒適性調(diào)控的策略。
降低建筑采暖碳排放已成為當(dāng)今能源、環(huán)境、建筑領(lǐng)域的熱門研究方向。在眾多建筑采暖方法中，與儲熱技術(shù)相結(jié)合的被動式太陽能供熱技術(shù)因其不完全依賴于電力系統(tǒng)、零能耗、建筑一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計等優(yōu)點，受到了國內(nèi)外學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。目前，在面向建筑采暖的儲熱領(lǐng)域中，主流的儲熱技術(shù)包括顯熱儲熱和相變儲熱，這些儲熱技術(shù)主要存在儲熱密度低、熱損明顯的缺陷。相比之下，基于熱化學(xué)可逆反應(yīng)的吸附儲熱技術(shù)通過利用吸附劑和吸附質(zhì)間化學(xué)勢能或分子勢能與熱能的轉(zhuǎn)化，可實現(xiàn)超高儲熱密度、長周期（跨季節(jié)）、安全可控的儲熱過程，被認(rèn)為是建筑節(jié)能和低品位熱能利用領(lǐng)域內(nèi)最具潛力的技術(shù)之一。然而，前期的研究著重關(guān)注材料本身的吸附、解吸特性，忽略了材料成本、穩(wěn)定安全以及系統(tǒng)性能、結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的總體影響。
基于上述問題，文章從材料、器件、系統(tǒng)不同層面對吸附儲熱技術(shù)進(jìn)行了階段性總結(jié)，指出吸附儲熱技術(shù)在建筑采暖應(yīng)用中的發(fā)展?jié)摿懊媾R的問題和挑戰(zhàn)。受太陽能驅(qū)動的特朗伯墻煙囪效應(yīng)的啟發(fā)，文章提出了一種新穎的被動式吸附儲熱概念，旨在利用熱能驅(qū)動的煙囪效應(yīng)來減少儲熱系統(tǒng)介質(zhì)輸運(yùn)的能耗，同時具備溫濕度雙控調(diào)節(jié)的功能。基于此概念，文章展示了一種新型的被動式太陽能供熱系統(tǒng)，將被動式太陽能供暖系統(tǒng)與吸附儲熱技術(shù)相結(jié)合，為建筑供暖提供晝夜連續(xù)供熱、降低儲熱系統(tǒng)介質(zhì)輸送能耗、溫濕度雙控調(diào)節(jié)的可行方案。
【原文鏈接】https://www.cell.com/cell-reports-physical-science/fulltext/S2666-3864(21)00293-9
詳細(xì)報道鏈接【能源學(xué)人】：https://mp.weixin.qq.com/s/t5bFUxpd9tj4kzTuJXDxkA
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