新型相同钠离子混合熔盐相图预测及物性测量

为了提高第三代聚光式太阳能热发电技术的效率,降低系统的运行成本,需要开发出具有更高使用温度的新型高温储热/蓄热材料。本文基于相同阳离子的原则,选取3种相同钠离子熔盐NaNO_(3)、NaCl、Na_(2)CO_(3)作为基盐,借助相图原理指导混合熔盐的配制,通过FactSage软件对NaNO_(3)-NaCl-Na_(2)CO_(3)三元体系进行相图热力学计算,利用差示扫描量热仪对预测最低共熔点附近多组共晶盐进行热物性分析。结果发现,当三元体系熔盐NaNO_(3)∶NaCl∶Na_(2)CO_(3)物质的量比例为0.92∶0.064∶0.016时熔点最低,测得最低共熔点为279.9℃,相变潜热值为194.1 J/g,与相图预测结果(291℃)基本一致,验证了相图计算的准确性。对该体系其他热物性进行测量,得到其分解温度为595℃(质量损失率为3%),比热容为1.60 J/(g·K)(500℃),平均比热容为1.62 J/(g·K),相比于Solar Salt和Hitec平均比热容分别增加了0.12 J/(g·K)和0.28 J/(g·K)。该新型三元体系熔盐具有潜热、比热容大和使用温度范围较宽的优点,在制备复合材料潜热储热方面有很大潜力,为开发新型太阳能热发电储热/蓄热材料提供了借鉴,也为借助相图理论指导混合熔盐的开发提供了参考。