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Hydration reactivity enhancement of calcium oxide–based media for thermochemical energy storage

Guo, Rui und Funayama, Shigehiko und Kim, Seon Tae und Harada, Takuya und Takasu, Hiroki und Kato, Yukitaka (2021) Hydration reactivity enhancement of calcium oxide–based media for thermochemical energy storage. Energy Storage, 3. Wiley. doi: 10.1002/est2.232. ISSN 2578-4862.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB

Offizielle URL: https://doi.org/10.1002/est2.232

Kurzfassung

The calcium oxide/water/calcium hydroxide system is a promising material system for thermochemical energy storage (TCES). Its high reactivity under various experimental conditions during the cyclic operation of heat storage-and-release is a key challenge for practical applications. In this study, we developed a new type of highly durable TCES medium with hydration reactivity enhancement. The composite materials were prepared by heat treatment of a mixture of calcium carbonate and additives, consisting of tetraethoxysilane (TEOS) and a silane coupling agent, bis(3-triehoxysilylpropyl) pertetrasulfide (SCA). The kinetic performances of the composites and CaO were compared. It was observed that the additives promoted hydration reactivity at 450°C and 70 kPa, and 0.6 wt% composite exhibited the highest thermal output. Furthermore, it was found that the enhancement in hydration reactivity was affected by the experimental conditions as significant enhancements were observed when the experimental conditions were closer to equilibrium, while almost no enhancement was observed when the conditions were far from equilibrium or at a high vapor partial pressure. Sample characterization via X-ray diffractometry and scanning electron microscopy revealed that the agglomeration of CaO particle grains was alleviated by pinning effects, and the component that enhanced the hydration reactivity was identified as Ca2SiO4 nanoparticles.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/143847/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Hydration reactivity enhancement of calcium oxide–based media for thermochemical energy storage
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Guo, RuiTokyo Institute of TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Funayama, ShigehikoTokyo Institute of TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kim, Seon TaeSeon.Kim (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4388-3996NICHT SPEZIFIZIERT
Harada, TakuyaTokyo Institute of TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Takasu, HirokiTokyo Institute of TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kato, YukitakaTokyo Institute of TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:9 Februar 2021
Erschienen in:Energy Storage
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Ja
Band:3
DOI:10.1002/est2.232
Verlag:Wiley
ISSN:2578-4862
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Calcium hydroxide, Calcium oxide, Composite material, heat output density, thermochemical energy storage.
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Thermische Hochtemperaturtechnologien
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Dekarbonisierte Industrieprozesse, E - Thermochemische Prozesse
Standort: Zittau
Institute & Einrichtungen:Institut für CO2-arme Industrieprozesse > Hochtemperaturwärmepumpen
Institut für CO2-arme Industrieprozesse > Kohlenstoffarme Reduktionsmittel
Hinterlegt von: Kim, SeonTae
Hinterlegt am:01 Dez 2021 16:50
Letzte Änderung:31 Jan 2022 15:46

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