
【化】 thermochemical cycle
thermochemistry
【化】 thermochemistry
【医】 thermochemistry
cycle; recur; circle; rotate; circulation; repetition; revolution
【计】 DO-loop; for-loop; loop; unwinding
【化】 recirculate
【医】 circuIation; cycle
【经】 cycle; revolving; rotation
热化学循环(Thermochemical Cycle)是指通过多步骤化学反应将热能转化为化学能并实现能量储存或物质转化的系统性过程。其核心原理是利用高温热源驱动吸热反应,并在后续步骤中通过放热反应回收中间产物,最终实现能量高效转化或制取目标产物(如氢气)。这一概念在太阳能储存、核能利用及清洁燃料生产领域具有重要应用价值。
从反应机理分析,典型的热化学循环包含三个关键阶段:
国际能源署(IEA)的研究显示,当前主流的热化学循环类型包括:
美国能源部《氢能技术路线图》指出,热化学循环相较于传统电解水制氢可降低30%能耗,其商业化应用依赖高温反应器的材料突破与系统集成优化。中国科学院工程热物理研究所的最新实验数据表明,四步铁-氯循环已实现60小时连续运行稳定性。
热化学循环(Thermochemical Cycle)是指通过一系列相互关联的化学反应,利用热力学原理实现能量转换或物质合成的过程。以下是其核心要点:
定义与基本原理
热化学循环基于热力学第一定律,即能量守恒。它通过多步反应的组合,将热能转化为化学能或其他形式的能量,或用于计算无法直接测定的热力学数据(如晶格焓)。例如,离子晶体的形成能(点阵能)可通过循环中已知焓变推算未知值。
核心应用领域
典型示例
以晶格焓计算为例,假设已知以下反应的焓变:
$$
Delta H1 = Delta H{text{升华}} + Delta H{text{电离}} + Delta H{text{解离}} + Delta H_{text{电子亲和}}
$$
通过循环关系可推导出晶格焓$U$,体现其间接计算的实用性。
重要性
热化学循环在平衡能源利用与环境保护中发挥关键作用,尤其在可再生能源整合和高效能源转化领域。
如需更深入的技术细节或具体案例,可参考中国知网等学术平台的相关文献。
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