基于化学链燃烧的固体蓄能材料实验研究及冷热电系统集成的开题报告

基于化学链燃烧的固体蓄能材料实验研究及冷热电系统集成的开题报告1.研究背景和意义随着能源需求的不断增长，如何高效、安全地存储和利用能量已经成为一个重要的研究领域。固体蓄能材料具有高能量密度、长期稳定性、可靠性高等优点，被认为是未来能量存储的重要方向之一。而固体蓄能技术的核心是材料的能量储存和释放，而其中化学链燃烧技术是一种较为高效的能量转化工艺。因此，研究基于化学链燃烧的固体蓄能材料，探索其性能及应用，对于促进可再生能源的发展，提高能源利用效率具有重要意义。2.研究内容和技术路线本项目拟以铝-空气电池为原型，开展基于化学链燃烧的固体蓄能材料实验研究以及冷热电系统集成。具体研究内容和技术路线如下：1)固体蓄能材料的设计和合成。结合铝-空气电池化学反应机理和特点，设计制备固体蓄能材料，并对其结构和性能进行表征。2)热分析研究。采用DSC、TG等热分析技术，研究固体蓄能材料的热稳定性、热解过程和热量释放规律等。3)燃烧分析研究。利用TG-FTIR、TG-MS等技术，研究固体蓄能材料的燃烧特性、热分解产物及其形成机理等。4)冷热电系统集成。将所设计的固体蓄能材料应用于铝-空气电池中，构建冷热电系统，探索其性能及应用前景。3.研究目标和预期成果本项目旨在设计制备一种新型的固体蓄能材料，基于化学链燃烧实现高效能量转化，同时对其进行性能测试及应用研究，具体目标和预期成果如下：1)制备形态良好、热稳定性及储氧性能优良的固体蓄能材料。2)研究固体蓄能材料的热分解产物及其形成机理，为制备高纯度气体提供参考依据。3)探究固体蓄能材料在铝-空气电池中的应用效果，优化冷热电系统的性能参数，实现高效能量转换。4)提出基于化学链燃烧的固体蓄能材料在能量存储和利用领域的前景展望。4.研究方法和技术路线本项目采用多种实验手段和方法进行研究，包括有机合成、热分析、燃烧分析、光学显微镜、扫描电镜等技术。具体技术路线如下：1)固体蓄能材料的设计和合成。采用有机合成方法合成目标化合物，并对合成产物进行表征。2)热分析研究。利用DSC、TG等热分析技术，研究固体蓄能材料的热性质及反应机理。3)燃烧分析研究。采用TG-FTIR、TG-MS等技术，研究固体蓄能材料的燃烧特性及反应产物。4)冷热电系统集成。将所设计的固体蓄能材料应用于铝-空气电池中，构建冷热电系统，并进行性能测试和优化。5.参考文献[1]Jin,G.;Zhang,T.;Wang,J.;etal.High-performancerechargeablealuminum-airflowbatterywithahybridsolid-liquidelectrolyte.ACSSustainableChem.Eng.2019,7(8),7425-7432.[2]Liu,Y.;Li,C.;Ma,Y.;etal.Environmentallyfriendlyall-solid-stateAl-airbatterywithlongcyclelife.ACSSustainableChem.Eng.2020,8(18),6859-6865.[3]Bian,J.;Gao,Y.;Lai,Y.;etal.Designandintegrationofcathodematerialsforaluminum-airflowbatteries.Chem.Eng.J.2020,382,122909.[4]Chen,H.;Sun,X.;Fang,C.;etal.DesignandsynthesisofanAl-O2batteryel