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1月22日，王如竹教授領(lǐng)導(dǎo)的能源-空氣-水（ITEWA）創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，在Energy Storage Materials上發(fā)表了題目為“Air Humidity Assisted Sorption Thermal Battery Governed by Reaction Wave Model”的研究論文，發(fā)現(xiàn)吸附反應(yīng)床內(nèi)的反應(yīng)波現(xiàn)象并提出反應(yīng)波模型，闡釋了吸附熱池實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定輸出的機(jī)理，以及新型“雙床吸附熱池”設(shè)計(jì)策略。本文第一作者是制冷所博士研究生張艷楠，通訊作者是王如竹教授。
空氣濕度驅(qū)動(dòng)的吸附系統(tǒng)具有較強(qiáng)的濕度捕獲能力和吸附熱效應(yīng)，在吸附儲(chǔ)熱、空氣取水和除濕等領(lǐng)域有巨大應(yīng)用前景。空氣濕度驅(qū)動(dòng)的吸附系統(tǒng)本質(zhì)是一個(gè)熱池，理想的吸附熱池不僅需具有蓄熱功能，還需要輸出穩(wěn)定的放熱功率和放熱溫度，后者直接關(guān)乎吸附熱池是否能夠完美匹配用戶(hù)需求且得到大規(guī)模推廣應(yīng)用。
文章介紹了一種新型“反應(yīng)波”模型，闡述了空氣濕度驅(qū)動(dòng)的吸附熱池實(shí)現(xiàn)可控穩(wěn)定輸出的工作機(jī)理。該模型直接將吸附劑特性和裝置的輸出性能聯(lián)系起來(lái)，可用于指導(dǎo)新型吸附劑的發(fā)展，吸附劑的選擇和反應(yīng)床的設(shè)計(jì)。為了進(jìn)一步提高儲(chǔ)熱密度，本文還利用復(fù)合吸附劑和化學(xué)吸附劑不同的反應(yīng)波特性，介紹了“雙床吸附熱池”設(shè)計(jì)策略，對(duì)應(yīng)的概念樣機(jī)證實(shí)了該策略的有效性，可連續(xù)5.51小時(shí)輸出38.1℃的暖風(fēng)，儲(chǔ)熱密度高達(dá)240 kWh/m3。這種設(shè)計(jì)方法有助于提升復(fù)合吸附劑的實(shí)際應(yīng)用效果并促進(jìn)吸附熱池的大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。
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該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目（51521004）的資助。王如竹教授領(lǐng)銜的ITEWA（Innovative Team for Energy, Water & Air）團(tuán)隊(duì)曾在Joule、iScience、Research上發(fā)表過(guò)論文，該團(tuán)隊(duì)致力于解決能源、水、空氣交叉領(lǐng)域的前沿基礎(chǔ)性科學(xué)問(wèn)題和關(guān)鍵技術(shù)，旨在通過(guò)學(xué)科交叉實(shí)現(xiàn)材料-器件-系統(tǒng)層面的整體解決方案，推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展。
附：Energy Storage Materials期刊簡(jiǎn)介
Energy Storage Materials創(chuàng)刊于2015年，是新興的新能源和材料科學(xué)領(lǐng)域的重要期刊，當(dāng)前的CiteScore為15.09。
論文鏈接： https://doi.org/10.1016/j.ensm.2020.01.012
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