韩翔宇 ，王亮 ，葛志伟 ，凌浩恕 ，林曦鹏 ，陈海生 ,3，彭珑

（1中国科学院工程热物理研究所，北京 100191；2中国科学院大学，北京 100049；3中科南京未来能源系统研究院，江苏 南京 211135；4毕节高新技术产业开发区国家能源大规模物理储能技术研发中心，贵州 毕节 551712）

近年来，化石燃料资源逐渐枯竭以及温室效应等问题，使得可再生能源的发展逐步受到人们的关注[1-2]。太阳能具有清洁和资源丰富等优势，被认为是一种潜力巨大的可再生能源[3-4]。但是太阳能的大规模利用(如聚光太阳能热电厂)由于其间歇性受到限制。热化学储热具有高储能密度和储存周期在理论上不受限制的优势，是实现聚光太阳能热电厂连续运行的一种极具前景的技术[5-6]。中高温热化学储热体系分为金属氢化物体系、金属硫酸盐体系、金属碳酸盐体系、氢氧化物体系、金属氧化物体系、氨体系和有机物体系[2,7-8]。与其他6种热化学储热体系相比，金属氧化物体系具有以下优势[9-11]：中高能量密度、开环运行、运行温度区间与聚光太阳能热电厂相兼容。基于以上优势，本文选择了金属氧化物体系作为研究对象。

纯金属氧化物体系经过了广泛地研究，其中只有16种氧化物表现出氧化还原转化行为，可以在它们对应的温度区间内储放热。而考虑到材料成本、反应焓和反应温度等因素时，BaO2/BaO、Co3O4/CoO、Mn2O3/Mn3O4和CuO/Cu2O 4种纯金属氧化物体系表现出用于热化学储热的潜力[12]。

Wong等[12]发现BaO在再氧化过程中会形成BaO2灰层，从而降低其转化率。Hutchings等[13]测试了Co3O4的氧气吸收/释放特性，他们发现Co3O4粉末在870～955℃之间进行了100次氧化还原循环后没有反应性损失。……