4月25日，在由国家太阳能光热产业技术创新战略联盟、中国化学与物理电源行业协会储能应用分会与爱能森控股有限公司联合主办的“光热发电与电网调峰”技术专场上，武汉理工大学材料学院教授程晓敏针对高温储能材料技术与应用进行了介绍，现将部分发言内容整理如下：
大家好，我是做材料的，跟大家的出发点是不一样的，大家讲的非常宏观，从系统、投资成本、效益等等，宏观考虑比较多，我们则是从微观的层面研究储能的载体，也就是材料。任何东西离开载体、离开材料都是无法实现的，所以我们研究储热就要从研究它的载体出发，微观上需要从原子、分子这个层次开始研究，因为热量的储存与交换就是在原子、分子、电子这个层次进行的。
有很多做企业，经常到我们学校调研了解，总是问我什么储热材料最好，我认为：没有最好，只有最合适。不同的温度、不同的场合，不同的集热，不同的传热流体需要不同的材料，而且单一的材料有时候也很难满足，有时需要材料的复合，包括有机无机的复合，金属、无机非金属，甚至包括高分子材料的复合，这是材料的复合。有时还需要一种功能的复合，即显热储热与潜热储热的复合。另外还有一种是结构的复合，从微米、纳米等多尺度的复合。
储能的方式也很多，绝对没有说哪一种储能最好，应用场景不同，选择的方式就不一样。如电动车要储电就不能储热，而热利用需要储热。
显然储热的材料用的比较多的，比如蒸汽、沙石、导热流，或熔盐，有液体、固体、更多的却是复合型的。因为单一的材料往往会有一些缺点，所以对于研究材料的人来说，更多的是做改性。比如一个熔盐有很多种，有单一的有低熔点的，而且在高温使用的时候它会发生很多的变化，那么我们就需要研究它的变化。
就熔盐来说，也会有不同的熔盐，大家用的比较多的是Solar Salt，我们以这个为基盐也做了很多的研究。硝酸钠、硝酸钾，其实它在高温下我们对它进行处理，不加任何的东西它也会变成亚硝酸盐，导致熔点发生变化。有很多的公司宣传说其熔盐的熔点非常低，能到100多度，实际上我们团队可以把它做到七十几度，甚至六十多度，手段就是改变它的成分。硝酸钠、硝酸钾在高温下的氮原子价态会发生变化。我们可以通过分析氮原子光电能谱的能级，可以知道它是亚硝酸盐还是硝酸盐，它的含量有多少，通过不同的温度处理以后，我们发现，得到的熔盐熔点变化非常大，有的就到了120几度，我们把它处理以后熔点就变成127度了。这和我们平时讲的低熔点的配方不一样，通过添加硝酸锂、亚硝酸盐和硝酸铝这些成分，熔盐的熔点能够实现更低，但是在高温使用的时候都会发生变化，但是它的成分就变得非常复杂了。
另外，武汉理工大学在混凝土储热这一块也做了比较多的研究，在青海德令哈现场，就做了一些混凝土储热的示范。一共有7个混凝土模块，储热1MWh，体积35立方米。
我们对陶瓷也做了很多研究，比如蜂窝陶瓷。对于以空气作为传热介质的时候，用陶瓷来做储热材料是非常好的选择，它是显热储热，能够达到非常高的温度。
储热方式还有相变储热，这个可以把温度从几十度一直做到好几百度。比如合金，可以看到，同样的成分变化很小，但其实它的相变差别很大。从能量的角度来讲，其组织稍微变化一点，它的界面能、表面能就增加的非常大，其相变潜能也增加很多。至于各种水合盐，相变温度低，对于建筑采暖储热来说可以选择，当然水合盐有过冷度及相分离的缺点，我们就要通过改性来增加它的稳定性。
目前选择无机盐做储热材料的比较多，我们也是从材料的角度来研究它，通过添加纳米颗粒等进行改性，使传热储热性能显著提升。
下面是武汉理工大学团队最近在开展的研究项目：
1.国家“863”计划：基于Al-Si-Cu-Mg-Zn合金的高温相变储热材料及高温储热技术的研究
2.国家“973”计划：高温传热蓄热材料设计与性能调控原理
3.国家科技支撑计划：中温太阳能储热材料与装置研究
4.国家科技支撑计划：平板中温太阳能空气集热器关键技术研究与系统集成示范
5.国家科技支撑计划：中温太阳能材料、装备与系统性能检测技术研究
6.国家自然科学基金项目：Mg基相变蓄热材料设计与热循环中的传热传质行为研究
7.湖北省科技支撑计划：太阳能热利用及多能互补分布式能源储热关键技术与应用示范
我们在实际应用中无机盐做相变的研究时，如果当结构纳微化的时候，它的比热会增加很多，能增加到30%-40%左右。我们要做就是从理论上来进行解释，比如它的半固态的界面，当纳微结构的颗粒加入到传热流体里面的时候，它里面的微结构导致它的能量变化非常大。
总之，坚持低成本、高性能的储能材料的研究，才是解决储热能的关键问题所在。
（董清风 报道）
