近日，我院能源与动力工程学院陈奇成教授团队在工程技术领域国际顶尖期刊《Energy Conversion and Management》（IF=10.9）上发表论文“Realizing hybrid electrical and thermal energy storage by integrating an iron-air redox battery into the CSP-CaL system”。该研究提出了一种太阳能驱动的热电混合储能系统，利用钙循环中的CaCO3/CaO热化学反应进行热能存储，并依托铁-空气电池的Fe/FeO氧化还原反应完成电能存储。两者协同作用，为高效、低成本的大规模能源存储提供了可行方案。该研究由陈奇成教授团队主导完成，东北电力大学为论文第一完成单位，我院陈奇成教授为通讯作者，2021级博士研究生王志慧为第一作者。
储能技术是一种将过剩能量储存并按需释放的技术，有助于平抑可再生能源的波动，提高能源供应的稳定性。例如，热化学储能凭借储能时间长、储能密度高，将储能技术带入“长时保障”新维度；而电化学储能则以响应速度快、转换效率高，在新能源消纳、电网调峰等领域发挥关键作用。然而，单一储能技术难以满足效率高、低成本、安全环保等复合需求，亟需通过技术融合突破瓶颈。
该研究为推动大规模电储能与弥补单一储能技术缺陷，创新性地提出将铁-空气电池与聚光太阳能系统耦合，构建“太阳能-热能-电能-化学能”多能转换网络（图1）。该研究通过敏感性分析，探讨了充放电温度、操作压力、电流密度对铁-空气氧化还原电池往返效率的影响规律（图2）。能量分析表明，电储能和混合储能系统的往返效率分别达到61.01%和48.77%（图3）。混合储能方式将储能容量提升31.37 MW，增加了72.55%。
图1 热电混合储能系统
图2 敏感性分析—充放电温度、压力与电流密度
图3 混合储能系统性能评价
该研究得到了国家自然科学基金优秀青年科学基金和面上项目的联合资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.enconman.2025.119997.
来源：能源与动力工程学院
初审：张 伟
复审：曹瑞峰
终审：李金韦
