氫工質(zhì)化學(xué)熱泵的動態(tài)性能模擬及優(yōu)化研究中文摘要

在宏觀上提出能量利用最優(yōu)化、環(huán)境影響最小化的熱泵綜合評價指標(biāo)，并建立氫工質(zhì)化學(xué)熱泵系統(tǒng)的溫度場、傳質(zhì)速度場和濃度分布場高度耦合的動態(tài)數(shù)學(xué)描寫，實現(xiàn)對氫工質(zhì)化學(xué)熱泵系統(tǒng)的能量利用與傳遞規(guī)律的描述，建立化學(xué)熱泵系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計理論，并實現(xiàn)對化學(xué)熱泵系統(tǒng)的整體優(yōu)化。有助于提高中低品位熱量的利用率，保護資源環(huán)境，促進可持續(xù)發(fā)展。.

多功能熱泵系統(tǒng)（Multi-functional Domestic Heat Pump, MDHP）是根據(jù)目前家用熱泵的利用現(xiàn)狀所提出的一種新型家用熱泵綜合利用方式，具有最高能源利用綜合效率的MDHP系統(tǒng)可以明顯降低建筑能耗，減少夏季環(huán)境熱污染。.本項目針對多功能熱泵MDHP系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成及工況特性，對制冷工質(zhì)兩相區(qū)的流動傳熱機理，MDHP系統(tǒng)內(nèi)制冷工質(zhì)的動態(tài)遷移和空間分布規(guī)律，MDHP系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)定量與工況變化之間的矛盾，MDHP系統(tǒng)風(fēng)冷冷凝器和熱水換熱器之間的熱力學(xué)關(guān)系等基礎(chǔ)問題進行研究，為MDHP系統(tǒng)的性能分析和優(yōu)化設(shè)計提供指導(dǎo)性參考。 2100433B

由輕質(zhì)元素構(gòu)成的KSi合金是儲氫材料研究的熱點之一。KSi合金具有較高的儲氫容量，較低的吸/放氫溫度和良好的循環(huán)穩(wěn)定性，具有潛在的應(yīng)用前景。但合金存在合成困難和吸/放動力學(xué)性能緩慢等問題，制約了其發(fā)展和應(yīng)用。針對這些問題，本項目擬采用高壓燒結(jié)輔以低壓自提純法制備高純KSi合金，并探索一種在中低溫合成KSi合金或其氫化物KSiH3的方法；系統(tǒng)地研究KSi合金的儲氫性能，獲得形貌和相結(jié)構(gòu)等微觀結(jié)構(gòu)與儲氫性能之間的關(guān)系；利用催化摻雜法來改善合金的動力學(xué)性能，揭示摻雜劑或催化劑在摻雜后所形成的催化活性組元，研究催化活性組元對合金儲氫性能的影響，獲得性能改善的作用機制。本項目獲得的結(jié)果將推進KSi儲氫合金的實用化進程，也為其它輕質(zhì)儲氫合金的儲氫性能改善提供實驗基礎(chǔ)。

由輕質(zhì)元素構(gòu)成的KSi合金是儲氫材料研究的熱點之一。KSi合金具有較高的儲氫容量，較低的吸/放氫溫度和良好的循環(huán)穩(wěn)定性，具有潛在的應(yīng)用前景。但合金存在合成困難和吸/放動力學(xué)性能緩慢等問題，制約了其發(fā)展和應(yīng)用。本項目通過高壓燒結(jié)輔以低壓自提純法實現(xiàn)高純KSi合金的制備，突破了KSi合金難以高純度制備的難點；通過KH替代K實現(xiàn)KSiH3的中低溫合成；表征了KSi合金的儲氫性能，獲得KSi合金吸放氫的熱力學(xué)和動力學(xué)數(shù)據(jù)；通過催化摻雜和構(gòu)建復(fù)合體系初步改善了KSi合金的儲氫性能；提出了AB3型超點陣儲氫合金的亞單元體積控制機制，有望用于指導(dǎo)新型超點陣儲氫合金的開發(fā)。項目執(zhí)行期間共發(fā)表標(biāo)注本項目基金號的 SCI 收錄論文14 篇，申請國家發(fā)明專利 3 項，獲得國家發(fā)明專利1項，培養(yǎng)碩士研究生3名，博士研究生1名。圓滿地完成了本項目規(guī)定的考核任務(wù)。 2100433B