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　　中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所傳熱傳質(zhì)研究中心在高性能鈣基熱化學(xué)儲(chǔ)能材料開發(fā)方面開展了深入研究?？蒲腥藛T采用計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)合方式，通過高通量密度泛函理論計(jì)算篩選，發(fā)現(xiàn)摻雜稀土金屬元素的鈣基熱化學(xué)儲(chǔ)能材料表現(xiàn)出極低的過渡態(tài)反應(yīng)能壘。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了摻雜稀土金屬元素可以將氫氧化鈣的起始反應(yīng)溫度降低50 ℃，提高了材料反應(yīng)動(dòng)力學(xué)性能。較低的脫水反應(yīng)溫度不僅可以擴(kuò)大材料的適用范圍，而且可以顯著緩解材料的團(tuán)聚和燒結(jié)問題，進(jìn)而提高材料的循環(huán)穩(wěn)定性。 

　　此外，該研究基于柯肯達(dá)爾效應(yīng)，采用室溫?cái)嚢?、無模板低碳環(huán)保方法制備得到中空結(jié)構(gòu)微納米氧化鈣材料。該材料具有快速二氧化碳吸附速率和較高的循環(huán)穩(wěn)定性，且該材料中的反應(yīng)幾乎不受擴(kuò)散阻力限制。該工作利用生物模板制備得到了具有多級(jí)孔結(jié)構(gòu)的鈣基熱化學(xué)儲(chǔ)能材料。該材料具有較好的二氧化碳吸附特性和循環(huán)穩(wěn)定性，20次循環(huán)儲(chǔ)能密度在2000 kJ/kg以上。 

　　相關(guān)研究成果分別發(fā)表在《化學(xué)工程雜志》（Chemical Engineering Journal）上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金和江蘇省碳達(dá)峰與碳中和科技創(chuàng)新專項(xiàng)資金重大科技示范項(xiàng)目的支持。

圖1.（a）過渡態(tài)計(jì)算過程示意圖，（b）研究元素在元素周期表中的位置，（c）不同元素修飾下氫氧化鈣脫水反應(yīng)的過渡態(tài)能壘

圖2.（a）不同元素修飾對(duì)儲(chǔ)能密度的影響，（b）本研究工作與文獻(xiàn)中對(duì)比

圖3.（a）樣品的制備過程，（b）合成樣品的SEM和（c）TEM圖像，（d）Ca80Mg20復(fù)合吸附劑的FESEM和各元素分布的Mapping圖像

圖4. 中空樣品Ca90Si10的形態(tài)特征：（a-b）SEM圖，（c）TEM圖，（d）HAADF-STEM圖與（e）EDX圖和Ca、Si和O元素線掃描分析