吴玉庭团队：低熔点混合硝酸熔盐的制备及性能分析

　　熔盐作为中高温传热蓄热材料具有压力低，液体温度范围宽，传热性能好、蓄热密度大、价格低等优点，已在太阳能热发电、清洁能源供热和高温工业传热领域得到大规模应用。目前国内外太阳能光热发电站使用的混合硝酸盐主要为Solar salt和Hitec盐。Solar salt 存在熔盐高、管路冻堵风险大和防冻堵能耗高的缺点，Hitec盐熔点低，但在454~538 ℃会发生分解。因此开发低成本、低熔点、高分解温度和宽液体温度范围的低熔点熔盐是太阳能热发电和清洁能源供热降低成本、提高效率和可靠性的迫切需求。

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　　北京工业大学团队经过十余年的完全自主研发，成功研制得到系列稳定性好的低熔点混合硝酸熔盐优化配方，实现了低熔点、高分解温度、高稳定性和低成本的完美结合，克服了传统熔盐熔点高、液体温度范围窄、分解温度和蓄热密度低的缺陷。使用这些低熔点熔盐代替Solar salt和Hitec盐，可大幅降低太阳能热发电和清洁能源供热系统的成本，效率和可靠性得到进一步提升。

　　本文首先采用同步热分析仪对自行配制的三种低熔点熔盐以及传统Solar salt、Hitec盐和Hitec XL盐的熔点和分解温度进行了测试和对比分析，并对三种低熔点熔盐在500℃恒高温1200h后的熔点、分解温度、比热、导热系数和综合性能进行了对比分析。

 

　　本文首先对不同种类混合硝酸盐的熔点和分解温度进行测试分析，与其他种类混合硝酸盐对比发现，LMPS II熔盐具有最低的熔点温度（86.5 ℃）和最高的分解温度（629.9 ℃）；其次对1200h高温恒温稳定性实验结果分析可以发现，低熔点混合四元硝酸盐的熔点最大波动范围为±4.89%，分解温度最大波动范围为±3.54%。LMPS II熔盐的比热容、导热系数和综合成本均优于LMPS I熔盐和LMPS III熔盐，因此在实际的工程应用中，采用低熔点、高分解温度的LMPS II熔盐具有优良的传热蓄热性能，同时可以减少系统的运行成本及其冻堵风险。

　　张灿灿, 吴玉庭, 鹿院卫. 低熔点混合硝酸熔盐的制备及性能分析[J]. 储能科学与技术, 2020, 9(2): 435-439.

　　Cancan ZHANG, Yuting WU, Yuanwei LU. Preparation and comparative analysis of thermophysical properties on low melting point mixed nitrate molten salts[J]. Energy Storage Science and Technology, 2020, 9(2): 435-439.

　　通讯作者：吴玉庭，男，1970年，博士，研究员，博士生导师。现任北京工业大学学术委员会委员，传热与能源利用北京市重点实验室主任，传热强化与过程节能教育部重点实验室副主任。先后入选北京市长城学者、北京工业大学京华人才、服务北京创新人才和市委组织部优秀人才等，学术兼职包括中国无机盐协会熔盐储能专业委员会副主任、中国电力技术市场协会储能技术设备专委会副主任、中国可再生能源学会太阳能热发电专业委员会委员、中国化工学会储能专业委员会委员、北京市北京理化分析测试技术学会热分析专业委员会理事等，担任《Journal of Thermal Science》、《储能科学与技术》杂志编委。主要研究方向高温传热蓄热、单螺杆能量装换装置和可再生能源利用，先后主持了包括国家重点研发、973、863、国家自然科学基金重大国际合作等在内的一批国家和北京市重点科研项目，累计科研经费超过了3000万元，发表SCI论文91篇，SCI他引1211次。获得授权发明专利38项，实现专利转让1200万元。参与了4项国家标准和5项团体标准的编写。

　　第一作者：张灿灿，男，1988年，博士，硕士生导师，美国伊利诺大学香槟分校联合培养博士，发表SCI论文14篇，专利12项，主持国家自热科学基金1项目，河北省重点研发计划项目子课题1项目，北京市博士后基金1项目，作为项目骨干参与国家重点研发计划项目1项，内蒙古重点研发计划1项目。

　　北京工业大学传热强化与过程节能教育部重点实验室暨传热与能源利用北京市重点实验室专业从事传热蓄热、节能与可再生能源利用的研发，现有固定教学科研编制人员32人，其中教授16人（含博士生导师11人）、副教授8人，具有博士学位的教师28人，拥有在读博士硕士研究生130余人。重点实验室是北京工业大学“动力工程及工程热物理博士后流动站”依托单位，也是北京工业大学“动力工程及工程热物理”一级学科博士点和硕士点的主要依托单位。目前还承担着北京工业大学“新能源科学与工程”专业的本科生培养任务。重点实验室先后在低熔点熔盐配制和性能提升、熔盐对流传热机理及其强化、熔盐传热蓄热设备和应用系统技术、单螺杆压缩机/膨胀机内部两相流动分布变化机理及其设计成型与优化理论、有机朗肯循环系统定量评价与性能提升、微尺度传热及其强化、燃料电池水热管理等方面，取得了一批有价值的创新性成果。近五年，先后发表重点实验室署名SCI论文116篇，被SCI他引1033次。EI论文197篇，出版教科书2部，出版科技专著4部。申请发明专利101项，授权发明专利76项，实现专利转让2630万元。获得了包括1项国家科技进步二等奖、1项太阳能热利用突出贡献奖、1项联合国可再生能源领域最具投资价值的蓝天奖、2项北京市科技进步三等奖等在内的多项科技奖励。近五年共承担科研项目167项，合同总经费达1.45亿元，到校科研经费达1.11亿元。