ACS Energy Lett.：基于石墨烯气凝胶复合吸附剂的超高能量密度吸附式热电池用于从空气中收集热能

吸附型储热技术在可持续、低成本的热管理和储能方面受到了广泛的关注。然而，吸附剂的低吸附容量是实现高能量密度吸附式储热面临的一个长期挑战。

近日，上海交通大学王如竹教授，李廷贤研究员报道了一种通过将吸湿盐约束在石墨烯气凝胶基质（salt@GA）中来合成高性能石墨烯气凝胶（GA）基复合吸附剂的策略。

文章要点

1）所合成的CaCl₂@GA复合吸附剂能够整合CaCl₂的化学吸附−潮解−吸附的多步吸附过程，使复合吸附剂具有较大的吸水容量和体积能量密度，分别达到2.89 g g⁻¹和776.8 kWh m⁻³。

2）研究人员进一步展示了一种可扩展的超高能量/功率密度吸附热电池（STB），该电池由CaCl₂@GA复合吸附剂组成，可用于从空气中高效地收集和存储热能。STB通过将热空气中的热能转化为吸附结合能来实现储热，然后通过从环境空气中捕获大气湿度收集热能来实现散热。此外，该STB通过将储热过程中的级联热利用和散热过程中的热利用提升相结合，获得了创纪录的1580 Wh kg⁻¹的能量密度和815 W kg⁻¹的高功率密度。

这项研究为合成高性能复合吸附剂和实现高能量/功率密度的热能收集和储存提供了一条极有前途的低碳路线。

参考文献

Taisen Yan, et al, Ultrahigh-Energy-Density Sorption Thermal Battery Enabled by Graphene Aerogel-Based Composite Sorbents for Thermal Energy Harvesting from Air, ACS Energy Lett. 2021

DOI: 10.1021/acsenergylett.1c00284

https://doi.org/10.1021/acsenergylett.1c00284