用于热化学能储存与循环制冷剂回收的混合制冷剂评估研究
材料科学
2026-05-21 v1
摘要
气候危机要求快速转向可持续能源技术并提高现有能源系统的效率。吸附剂热化学能储存是一种具有高能密度且与可再生热源兼容的有前景的替代方案。本文研究了纯制冷剂（R32、R125、R134a 和 R600）及其商业混合制冷剂（R410A、R407F、R417A 和 R417C）在六种活性炭中的吸附行为，用于热化学能储存和循环制冷剂回收。开发了一种多尺度计算工作流程，将蒙特卡罗模拟、热力学建模和突破模拟相结合，从纯组分吸附数据预测吸附、储存和分离行为。该方法整合了吸附势理论（APT）、理想吸附溶液理论（IAST）以及吸附等温热力学模型。此外，开发了一套内部计算框架，用于计算纯制冷剂和多组分混合物的吸附热和能量储存密度。虽然该方法以分子模拟为基准，但由于仅需要纯组分吸附等温线作为输入即可评估制冷剂混合物的性能，因此可直接应用于实验研究。结果表明，制冷剂混合物由于协同吸附和更高效的分子堆积，能够实现比其纯制剂更高的储存密度。此外，活性炭选择性分离关键制冷剂组分，凸显了其用于可持续制冷剂回收的潜力。总体而言，本工作提供了一个用于制定和筛选下一代制冷剂混合物以实现吸附驱动能源储存和分离应用的通用框架。
引用
@article{arxiv.2605.20446,
title = {Evaluating Blended Refrigerants for Thermochemical Energy Storage and Circular Refrigerant Recovery using Activated Carbons},
author = {H. Lucassen and A. Luna-Triguero and J. M. Vicent-Luna},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.20446},
year = {2026}
}