
【化】 thermochemical cycle
thermochemistry
【化】 thermochemistry
【醫】 thermochemistry
cycle; recur; circle; rotate; circulation; repetition; revolution
【計】 DO-loop; for-loop; loop; unwinding
【化】 recirculate
【醫】 circuIation; cycle
【經】 cycle; revolving; rotation
熱化學循環(Thermochemical Cycle)是指通過多步驟化學反應将熱能轉化為化學能并實現能量儲存或物質轉化的系統性過程。其核心原理是利用高溫熱源驅動吸熱反應,并在後續步驟中通過放熱反應回收中間産物,最終實現能量高效轉化或制取目标産物(如氫氣)。這一概念在太陽能儲存、核能利用及清潔燃料生産領域具有重要應用價值。
從反應機理分析,典型的熱化學循環包含三個關鍵階段:
國際能源署(IEA)的研究顯示,當前主流的熱化學循環類型包括:
美國能源部《氫能技術路線圖》指出,熱化學循環相較于傳統電解水制氫可降低30%能耗,其商業化應用依賴高溫反應器的材料突破與系統集成優化。中國科學院工程熱物理研究所的最新實驗數據表明,四步鐵-氯循環已實現60小時連續運行穩定性。
熱化學循環(Thermochemical Cycle)是指通過一系列相互關聯的化學反應,利用熱力學原理實現能量轉換或物質合成的過程。以下是其核心要點:
定義與基本原理
熱化學循環基于熱力學第一定律,即能量守恒。它通過多步反應的組合,将熱能轉化為化學能或其他形式的能量,或用于計算無法直接測定的熱力學數據(如晶格焓)。例如,離子晶體的形成能(點陣能)可通過循環中已知焓變推算未知值。
核心應用領域
典型示例
以晶格焓計算為例,假設已知以下反應的焓變:
$$
Delta H1 = Delta H{text{升華}} + Delta H{text{電離}} + Delta H{text{解離}} + Delta H_{text{電子親和}}
$$
通過循環關系可推導出晶格焓$U$,體現其間接計算的實用性。
重要性
熱化學循環在平衡能源利用與環境保護中發揮關鍵作用,尤其在可再生能源整合和高效能源轉化領域。
如需更深入的技術細節或具體案例,可參考中國知網等學術平台的相關文獻。
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