Los materiales de almacenamiento de energía termoquímica de alta temperatura con alta densidad de energía son el soporte técnico clave para las plantas de energía solar concentrada de tercera generación equipadas con un sistema avanzado de almacenamiento de energía.
El par redox CuO/Cu2O es uno de los sistemas más prometedores debido a su bajo costo y alta densidad de energía, pero su aplicación está limitada por el bajo rendimiento de la reacción. Aquí, la superficie de CuO de autoensamblaje decorada con 15% en peso de NiAl2O4 se prepara con una excelente reversibilidad redox y una vida útil ultralarga. Su velocidad de reacción aumenta 4,2 veces y el grado de reoxidación aumenta del 46 % al 99,9 %. La densidad de energía termoquímica de almacenamiento y liberación alcanza −772,726 kJ/kg y 764,655 kJ/kg, respectivamente. Después de 1000 ciclos, el grado de reacción de reducción y oxidación puede mantener el 99,9 % y el 98 %. La caracterización del material muestra que el NiAl2O4 se carga uniforme y firmemente en la superficie de CuO/Cu2O, lo que aumenta significativamente la temperatura de sinterización y mejora el rendimiento de la reacción. Los estudios DFT confirman además que NiAl2O4 tiene una alta energía de unión con CuO/Cu2O y puede aumentar la energía de formación de la vacante de cobre. El estudio revela el mecanismo de modificación anti-sinterización de CuO/Cu2O mediante la introducción de NiAl2O4, que proporciona una solución para la resistencia a la sinterización de los materiales de almacenamiento de energía termoquímica a alta temperatura.
Jiali Deng ab, Changdong Gu c, Haoran Xu ab, Gang Xiao ab
Publicado en la edición de enero de 2023 de Journal of Energy Storage:
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