Optymalizacja temperatury ładowania sorpcyjnego akumulatora ciepła

• Autorzy: Pytlik Beata , Smykowski Daniel , Szulc Piotr
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszym artykule przedstawiono eksperymentalną analizę z wykorzystaniem różnicowej kalorymertii skaningowej (DSC) i analizy termograwimetrycznej (TGA) zeolitu 13X w celu wyznaczenia optymalnego zakresu temperatur, w jakim przebiega desorpcja wody pod ciśnieniem atmosferycznym. Analiza umożliwiła również wyznaczenie entalpii tego procesu. Temperatura desorpcji wody mierzona przy użyciu DSC mieści się w zakresie 65–150°C, ale najintensywniej przebiega 96–114°C (pik na krzywej DSC). Entalpia tego procesu wynosi ok. 510–590 J/g. Wykazano, że do pełnej desorpcji wody z zeolitu 13X pod ciśnieniem atmosferycznym wystarczy jeden cykl grzania do temperatury 250°C, a następnie wygrzewania w tej temperaturze przez 10 min.

Słowa kluczowe

PL

sorpcja; termograwimetria; zeolit; akumulacja ciepła; desorpcja wody

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Zeszyty Energetyczne
• Rocznik: 2023
• Tom: T. 8
• Strony: 145--156
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., fot., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Pytlik Beata

• Politechnika Wrocławska, Katedra Inżynierii Konwersji Energii

autor

Smykowski Daniel

• Politechnika Wrocławska, Katedra Inżynierii Konwersji Energii

autor

Szulc Piotr

• Politechnika Wrocławska, Katedra Inżynierii Konwersji Energii

Bibliografia

• [1] Wang W., Wang S., Ma X., Gong J., Recent advances in catalytic hydrogenation of carbon dioxide, „Chemical Society Reviews” 2011, Vol. 40, Issue 7, s. 3703-3727.
• [2] Smykowski D. i in., The role of Ir4 cluster in enhancing the adsorption of CO2 on selected zeolites - GCMC simulations, „Journal of Molecular Graphics and Modelling” 2015, Vol. 59, s. 72-80.
• [3] Yu K.M. i in., Recent advances in CO2 capture and utilization, „ChemSusChem” 2008, Vol. 1, Issue 11, s. 893-899.
• [4] Smykowski D., Szyja B., Szygieł J., DFT modeling of CO2 adsorption on Cu, Zn, Ni, Pd/DOH zeolite, „Journal of Molecular Graphics and Modelling” 2013, Vol. 41, s. 89-96.
• [5] Fleschutz M. i in., The effect of price-based demand response on carbon emissions in European electricity markets: The importance of adequate carbon prices, „Applied Energy” 2021, Vol. 295, s. 117040.
• [6] https://ourworldindata.org/fossil-fuels [dostęp: 10.11.2021].
• [7] Qing X., Niu Y., Hourly day-ahead solar irradiance prediction using weather forecasts by LSTM, „Energy” 2018, Vol. 148, s. 461-468.
• [8] Flores-Quiroz A., Strunz K., A distributed computing framework for multi-stage stochastic planning of renewable power systems with energy storage as flexibility option, „Applied Energy” 2021, Vol. 291, s. 116736.
• [9] Mahmoudi A., Fazli M., Morad M.R., A recent review of waste heat recovery by Organic Rankine Cycle, „Applied Thermal Engineering” 2018, Vol. 143, s. 660-675.
• [10] Papapetrou M. i in., Industrial waste heat: Estimation of the technically available resource in the EU per industrial sector, temperature level and country, „Applied Thermal Engineering” 2018, Vol. 138, s. 207-2016.
• [11] Li Z. i in., Applications and technological challenges for heat recovery, storage and utilisation with latent thermal energy storage, „Applied Energy” 2021, Vol. 283, s. 116277.
• [12] Pereira D.S., Marques A.C., Fuinhas A.J., Are renewables affecting income distribution and increasing the risk of household poverty, „Energy” 2019, Vol. 170, s. 791-803.
• [13] Ding Z., Wu W., Leung M., Advanced/hybrid thermal energy storage technology: material, cycle, system and perspective, „Renewable and Sustainable Energy Reviews” 2021, Vol. 145, s. 111088.
• [14] Dimitruk A. i in., Pin-fin metal alloy structures enhancing heat transfer in PCM-based heat storage units, „Heat and Mass Transfer volume” 2020, Vol. 56, s. 2265-2271.
• [15] Aneke M., Wang M., Energy storage technologies and real life applications - A state of the art review, „Applied Energy”, 2016, Vol. 179, s. 350-377.
• [16] Labik L. i in., Electricity Generation Using a Hybridized Zeolite Adsorption Heat Pump and Heat Engine, „Applied Physics Research” 2020, Vol. 12, No. 4, s. 75.
• [17] Ding Z., Wu W., A hybrid compression-assisted absorption thermal battery with high energy storage density/efficiency and low charging temperature, „Applied Energy” 2021, Vol. 282, s. 116068.
• [18] Rakoczy J., Kupiec K., Gwadera M., Adsorpcja wody w złożu zeolitowym - badanie efektów termicznych, „Chemik” 2013, 67, 8, s. 711-718.
• [19] Cabeza L.F., Solé A., Barreneche C., Review on sorption materials and technologies for heat pumps and thermal energy storage, „Renewable Energy” 2017, Vol. 110, s. 59-68.
• [20] Zajączkowski B., Adamczyk A., Długoterminowe magazynowanie energii cieplnej w oparciu o zjawiska adsorpcji i desorpcji, „Chłodnictwo i Klimatyzacja” 2016, 2 czerwca; https://www.chlodnictwoiklimatyzacja.pl/artykuly/257-wydanie-5-2016/3829-dlugoterminowe-magazynowanie-energii-cieplnej-w-oparciuo-zjawiska-adsorpcji-i-desorpcji.html [dostęp: 20.06.2021].
• [21] Charmas B., Zastosowanie metod termicznych i kalorymetrycznych do badania wybranych układów porowatych, postępowanie halibitacyjne, Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie, Wydział Chemii, Lublin 2015.
• [22] Kozlov A.N. i in., A DSC signal for studying kinetics of moisture evaporation from lignocellulosic fuels, „Thermochemica Acta” 2021, Vol. 698, s. 178887.
• [23] Smykowski D., Lichota J., Thermal analysis of RT-82 paraffin, hydrated sodium sulphide and 4A zeolite, „Rynek Energii” 2017, Vol. 4, s. 84-90.
• [24] Son K.N. i in., Equilibrium Adsorption Isotherms for H2O on Zeolite 13X, „Journal of Chemical and Engineering Data” 2019, 64, 3, s. 1063-1071.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).