科创中国

面向可再生能源、余热回收、低碳清洁能源等领域的应用，发展了长周期宽温域复合相变储热材料体系，开发了储热单元结构设计和储热释热过程强化关键技术，形成了复杂场景下“材料制备、储热单元设计、储热系统设计”系统设计及集成能力，可实现热的综合管理及梯级有效利用。

本项目基于对储热材料的温度适配、界面微结构设计和传热性能增强，获得宽温域复合相变储热材料配方，发展了宽温域复合相变储热材料体系，实现吨级中试生产规模；发展了相变过程中复合储热材料固体定型结构设计方法；形成了储热单元结构设计和储热释热过程强化关键技术，简化了储热系统的复杂性。本项目旨在开发高储能密度、热稳定性强的、使用寿命场的储热材料。

储热技术是缓解热能供给和使用在时间、空间上的的不匹配矛盾，提高能量利用率的有效方式。目前已开发出数十种复合相变储热/冷材料，应用温度范围可覆盖50℃~800℃，具有储热密度高、导热性能好、体积变化小、使用寿命长等特点。基于材料发展了相变过程中复合储热材料固体定型结构设计方法，开发了储热释热过程强化关键技术，形成了模块化储热单元及热管理装置/系统。可应用于太阳能利用、电力调峰、工业余热利用、跨季节储热和储冷、食物保鲜、建筑隔热保温和电子器件热保护等方面，市场前景广阔。

中国科学院过程工程研究所储能过程与能源材料团队长期开展储热技术的基础和应用研究，并致力于储热在可再生能源、余热回收、低碳清洁能源等领域的应用。涵盖从材料纳微结构到工业系统应用的多尺度范畴，形成“复合储热材料、模块储热单元、高效储热系统”的研究特色。课题组先后承担科技部973计划课题、国家科技支撑课题、国家自然科学基金、中国科学院重点部署项目、中国科学院战略先导任务、以及企业联合等课题。已发表期刊论文60余篇，参编著作3部，申请发明专利30余项，曾获得江苏省科技进步三等奖和辽宁省科技进步一等奖。复合相变储能技术入选2021年中关村论坛国际技术交易大会百项新技术新产品榜单。

为了研发该成果所投入的各类经费，已经取得的收益，针对尚需完善的技术，预期需要再投入经费的金额、时间等。成果在推动科学技术进步，保护自然资源或生态环境；保障国家和社会安全；改善人民物质、文化、生活及健康水平等方面所起的作用。与燃煤等化石能源相比，大多数清洁能源具有波动性、间歇性等特征，存在供能和用能时空不匹配问题。储能技术能够有效缓解清洁能源的间歇性和不连续性问题，发展能够与新型电力系统相适应的新型储热系统，这是储热行业未来要逐步实现的新方向。项目组历时十年研究，累计投入研发经费1500万元，构建了十余种复合相变储热/冷材料体系。项目团队自2017年开始分别与辽宁电网、鞍山钢铁等企业签订了合作协议（合同经费400万元），围绕不同的应用场景共同推动该原创性成果的产业化。经团队的联合攻关，初步完成中试实验验证，建成百千瓦级多能互补微能源系统、兆瓦级工业废热高效存储系统和弃风电制热储热清洁供暖示范工程。项目拟在3-4年内，结合具体的应用场景进一步开展兆瓦级工程放大机应用示范研究工作，建立以复合相变材料为核心的清洁能源管理基地。

项目的合作方式多样,包括但不限于合作开发、专利许可、技术转让、技术入股等。