《储能科学与技术》2024年12月刊发了太阳能光热联盟理事单位——南京工业大学凌祥教授等《高温储热用MgCl₂-NaCl-KCl熔盐的研究进展》的论文。
论文表示：随着化石能源短缺和环境问题加剧，聚光太阳能（concentrated solar power，CSP）技术与热储能技术(thermal energy storage，TES)的结合成为有效利用太阳能的重要途径。
熔盐是常见的中高温储热材料，而MgCl₂-NaCl-KCl三元氯化物熔盐凭借其优异的热物理性能、较高的热稳定性和低成本，成为下一代熔盐储能技术(工作温度>700 ℃)中最有前途的材料之一。熔盐的热物理性能，例如熔点、比热容、密度、热导率等，对储热系统的设计和优化具有重要意义。同时，氯化物熔盐对金属材料的强腐蚀性也威胁着整个系统的安全。因此，针对目前MgCl₂-NaCl-KCl熔盐面临着热物理性能参数难获取，对金属的腐蚀性较强等问题，本文对近期的相关研究成果进行了汇总及探讨。
首先从实验研究和模拟研究两方面综述了MgCl₂-NaCl-KCl熔盐的热物理性能的确定。随后，基于现有与腐蚀相关的研究成果，介绍了此体系熔盐对常用镍基、铁基合金的腐蚀机理，并从降低熔盐的腐蚀性、提高金属材料的耐蚀性能和腐蚀监测系统三方面综述了目前腐蚀缓解的策略。最后，总结了当前研究现状，并展望了未来发展方向。作为一种先进的储热介质，三元氯化物熔盐MgCl₂-KCl-NaCl在储热系统中展现出了巨大的应用潜力。
表1 熔盐在CSP中作为传热蓄热材料的性能和价格
图1 下一代CSP电站中使用氯化物熔盐的概念图
表2 三元氯盐MgCl₂-KCl-NaCl的组成和熔融温度
结论与展望：
作为一种先进的储热介质，三元氯化物熔盐MgCl₂-KCl-NaCl在储热系统中展现出了巨大的应用潜力。本文系统回顾了目前关于三元氯化物熔盐MgCl₂-KCl-NaCl的相关研究，包括热物理性能的确定、强化和氯盐在高温下的强腐蚀性问题，并得出以下结论：
（1）目前对三元氯盐MgCl₂-KCl-NaCl热物理性质研究多数是仅针对于某一组成熔盐的部分热物性参数。对于MgCl₂-NaCl-KCl熔盐较为全面的热物理性质研究工作仍然有限。
（2）通过实验测定熔盐热物理性能的危险性和成本较高。基于机器学习的分子动力学模拟展现出较好的应用前景。但是，分子动力学模拟似乎并不能预测此类熔盐的蒸气压，且模拟的精度还需进一步提高。
（3）通过热净化+Mg处理的氯盐表现出较低的腐蚀性。但是，Mg的最佳添加量以及Mg的添加是否会对熔盐热物理性能造成影响还缺乏全面的研究。
（4）使用拉曼光谱和红外光谱监测熔盐中腐蚀性杂质似乎是更加有效的方法。但迄今为止，光谱技术应用于氯盐体系腐蚀性的研究较少，研究数据略显不足。
引用格式：魏大林, 朱琳, 凌祥, 等. 高温储热用MgCl₂-NaCl-KCl熔盐的研究进展[J]. 储能科学与技术, 2024, 13(12): 4421-4435.
DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0855
通讯作者：
凌祥，南京工业大学二级教授，江苏省过程强化与新能源装备技术重点实验室主任，国家热管技术推广中心主任，中国可再生能源学会太阳能热发电专业委员会副主任委员。教育部“长江学者”特聘教授。主要从事储能技术、新能源技术与装备等研究。 主持国家科技支撑计划、国家自然科学重点基金等省部级以上项目20余项。研究成果获得国家技术发明二等奖1项（排名1）、国家科技进步二等奖2项（排名1和3）、全国创新争先奖1项、何梁何利基金科学与技术创新奖1项、江苏省科技进步一等奖1项（排名1）、中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖1项及科技进步一等奖1项（均排名1）等省部级以上科技奖励10余项。
E-mail：xling@njtech.edu.cn。
第一作者：
魏大林（1999—），男，硕士研究生，研究方向为储能材料，E-mail：weidalin@njtech.edu.cn。
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