基于化學鏈燃燒的固體蓄能材料實驗研究及冷熱電系統(tǒng)集成的開題報告

基于化學鏈燃燒的固體蓄能材料實驗研究及冷熱電系統(tǒng)集成的開題報告1.研究背景和意義隨著能源需求的不斷增長，如何高效、安全地存儲和利用能量已經(jīng)成為一個重要的研究領(lǐng)域。固體蓄能材料具有高能量密度、長期穩(wěn)定性、可靠性高等優(yōu)點，被認為是未來能量存儲的重要方向之一。而固體蓄能技術(shù)的核心是材料的能量儲存和釋放，而其中化學鏈燃燒技術(shù)是一種較為高效的能量轉(zhuǎn)化工藝。因此，研究基于化學鏈燃燒的固體蓄能材料，探索其性能及應(yīng)用，對于促進可再生能源的發(fā)展，提高能源利用效率具有重要意義。2.研究內(nèi)容和技術(shù)路線本項目擬以鋁-空氣電池為原型，開展基于化學鏈燃燒的固體蓄能材料實驗研究以及冷熱電系統(tǒng)集成。具體研究內(nèi)容和技術(shù)路線如下：1)固體蓄能材料的設(shè)計和合成。結(jié)合鋁-空氣電池化學反應(yīng)機理和特點，設(shè)計制備固體蓄能材料，并對其結(jié)構(gòu)和性能進行表征。2)熱分析研究。采用DSC、TG等熱分析技術(shù)，研究固體蓄能材料的熱穩(wěn)定性、熱解過程和熱量釋放規(guī)律等。3)燃燒分析研究。利用TG-FTIR、TG-MS等技術(shù)，研究固體蓄能材料的燃燒特性、熱分解產(chǎn)物及其形成機理等。4)冷熱電系統(tǒng)集成。將所設(shè)計的固體蓄能材料應(yīng)用于鋁-空氣電池中，構(gòu)建冷熱電系統(tǒng)，探索其性能及應(yīng)用前景。3.研究目標和預(yù)期成果本項目旨在設(shè)計制備一種新型的固體蓄能材料，基于化學鏈燃燒實現(xiàn)高效能量轉(zhuǎn)化，同時對其進行性能測試及應(yīng)用研究，具體目標和預(yù)期成果如下：1)制備形態(tài)良好、熱穩(wěn)定性及儲氧性能優(yōu)良的固體蓄能材料。2)研究固體蓄能材料的熱分解產(chǎn)物及其形成機理，為制備高純度氣體提供參考依據(jù)。3)探究固體蓄能材料在鋁-空氣電池中的應(yīng)用效果，優(yōu)化冷熱電系統(tǒng)的性能參數(shù)，實現(xiàn)高效能量轉(zhuǎn)換。4)提出基于化學鏈燃燒的固體蓄能材料在能量存儲和利用領(lǐng)域的前景展望。4.研究方法和技術(shù)路線本項目采用多種實驗手段和方法進行研究，包括有機合成、熱分析、燃燒分析、光學顯微鏡、掃描電鏡等技術(shù)。具體技術(shù)路線如下：1)固體蓄能材料的設(shè)計和合成。采用有機合成方法合成目標化合物，并對合成產(chǎn)物進行表征。2)熱分析研究。利用DSC、TG等熱分析技術(shù)，研究固體蓄能材料的熱性質(zhì)及反應(yīng)機理。3)燃燒分析研究。采用TG-FTIR、TG-MS等技術(shù)，研究固體蓄能材料的燃燒特性及反應(yīng)產(chǎn)物。4)冷熱電系統(tǒng)集成。將所設(shè)計的固體蓄能材料應(yīng)用于鋁-空氣電池中，構(gòu)建冷熱電系統(tǒng)，并進行性能測試和優(yōu)化。5.參考文獻[1]Jin,G.;Zhang,T.;Wang,J.;etal.High-performancerechargeablealuminum-airflowbatterywithahybridsolid-liquidelectrolyte.ACSSustainableChem.Eng.2019,7(8),7425-7432.[2]Liu,Y.;Li,C.;Ma,Y.;etal.Environmentallyfriendlyall-solid-stateAl-airbatterywithlongcyclelife.ACSSustainableChem.Eng.2020,8(18),6859-6865.[3]Bian,J.;Gao,Y.;Lai,Y.;etal.Designandintegrationofcathodematerialsforaluminum-airflowbatteries.Chem.Eng.J.2020,382,122909.[4]Chen,H.;Sun,X.;Fang,C.;etal.DesignandsynthesisofanAl-O2batteryel