presentation---energy-storage-march--tongji-university.ppt
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1、1981 1985 1988 1991 1993 1994 1997 1999 2001 2004 2006 2010 2012学士学士硕士硕士助教助教讲师讲师副教授副教授伯明翰大学伯明翰大学帝国理工帝国理工伯明翰大学伯明翰大学利兹大学利兹大学博士博士博后助研博后助研博士后博士后讲师讲师高级讲师高级讲师准教授准教授 教授教授研究员研究员中科院中科院教育与职业生涯教育与职业生涯北京科技大学北京科技大学 系团组织委员系团组织委员班团支部书记班团支部书记帝国理工帝国理工学联委员学联委员大学校务会委员大学校务会委员颗粒科学与工程研究所颗粒科学与工程研究所/ /化工系化工系所长所长/ /主任主任入党入党
2、创建创建创建创建英国利兹大学(英国利兹大学(University of Leeds)University Russells Group (Redbrick)Second largest and the most popular University in the UK30,500 students from 130 countries8000 staff membersContribution to over 10 US bn to the local economy (Leeds & West Yorkshire region)9 FacultiesArts; Biological Scie
3、nces; Business; Education, Social Science & Law;Engineering; Environment; Mathematics and Physical Sciences; Medical and Health; Performance, Visual Arts and Communication英国利兹大学(英国利兹大学(University of Leeds)l 5 Nobel Prize Winners associated with Leedsl Williams and Laurence Bragg - Nobel Prize in Phy
4、sics (1915)英国利兹大学工学部英国利兹大学工学部(Institute of Particle Science & Engineering)研究团队研究团队 英国利兹大学英国利兹大学20012001年年6 6月月1 1日日 - - 筹建开始筹建开始20132013年年3 3月月 - - 2020人人20072007年年 - - 3030人人2012 研究方向研究方向 英国利兹大学英国利兹大学基础与应用研究基础与应用研究 偏基础研究偏基础研究研究团队研究团队 中科院过程所中科院过程所20102010年年3 3月月1919日日 - - 筹建开始筹建开始20132013年年3 3:3535人
5、(高级人(高级3 3,中级,中级9 9)20102010年年7 7月月: : 第一批研究人员进入第一批研究人员进入提炼科学技术问题提炼科学技术问题研究成果转化研究成果转化研究方向研究方向 中科院过程所中科院过程所基础与应用研究基础与应用研究 偏应用研究偏应用研究UoL-IPEUoL-IPE储能联合研究中心储能联合研究中心 重点方向重点方向储热过程和储热材料共性问题储热过程和储热材料共性问题UoL-IPEUoL-IPE储能联合研究中心储能联合研究中心 研究重点研究重点研究方向I:纳微结构储热材料(a)及性能(b) 低温 - 低于约100oC(c) 中温 - 介于100和350oC(d) 高温 高
6、于约350oC(e)(a) (a) 包括固体、液体和液体包括固体、液体和液体复合复合结构材料结构材料: :(b)(b) 包括储热物理和机械性能包括储热物理和机械性能(c)(c) 包括超低温(低于零下包括超低温(低于零下196196o oC C)(d) (d) 目前钢铁等企业余热回收很少的温度段目前钢铁等企业余热回收很少的温度段(e) (e) 包括超高温(高于包括超高温(高于15001500o oC C)UoL-IPEUoL-IPE储能联合研究中心储能联合研究中心 材料方向材料方向研究方向II:储热换热装置及性能 纳微结构材料的封装 纳微结构换热表面 换热方式 储/释热动态特性UoL-IPEUo
7、L-IPE储能联合研究中心储能联合研究中心 过程过程/ /器件器件研究方向III:热管理系统 通用方案 测量控制 控制模型 软件平台UoL-IPEUoL-IPE储能联合研究中心储能联合研究中心 系统与优化系统与优化研究方向IV:共性技术应用与示范 考虑以下行业v 钢铁行业v 内燃机行业v 发电行业UoL-IPEUoL-IPE储能联合研究中心储能联合研究中心 应用研究应用研究储热材料研究储热材料研究l 高性能中低温(高性能中低温(200-450200-450o oC C)和中高温()和中高温(400-850400-850o oC C)纳微结构储热材)纳微结构储热材料的优化配方研究料的优化配方研究
8、 储热密度高于储热密度高于600kJ/kg600kJ/kg;导热系数高达;导热系数高达4W/m.K4W/m.K以上以上l 纳微结构储热材料的规模化生产纳微结构储热材料的规模化生产 - - 碳酸盐碳酸盐/ /陶瓷陶瓷/ /纳微复合材料达吨纳微复合材料达吨级级/ /天产能天产能实验室实验室中试生产中试生产UoL-IPEUoL-IPE储能联合研究中心储能联合研究中心 2012 2012年进展年进展储热储热/ /储电系统研究储电系统研究l 内燃机能源系统研究内燃机能源系统研究 建成了示范系统建成了示范系统; ; 初步搭建了热管理平台初步搭建了热管理平台储热储热/储电示范系统储电示范系统热管理平台热管理
9、平台UoL-IPEUoL-IPE储能联合研究中心储能联合研究中心 2012 2012年进展年进展储热材料和储热换热单元研发平台建设储热材料和储热换热单元研发平台建设l 建成了储热材料配方研发平台建成了储热材料配方研发平台l 建成储热换热单元性能测试平台建成储热换热单元性能测试平台UoL-IPEUoL-IPE储能联合研究中心储能联合研究中心 2012 2012年进展年进展Energy Storage: Challenges & OpportunitiesKolasinski K.W. (2006) Current Opinion in Solid State and Materials Scie
10、nce, 10, 129-131. Human Development Index a measure of quality of life developed by the UN Development Programme plotted against the per capita energy consumption of 103 of the worlds most populous nations representing a total of 5.763 billion peopleWhy Energy Storage?Why Energy Storage?Current stat
11、us - carbon economyG. Marbn and T. Valds-Sols, International Journal of Hydrogen Energy, 2007, 32, 1625-1637Not sustainable!Why Energy Storage?How about hydrogen economy?G. Marbn and T. Valds-Sols, International Journal of Hydrogen Energy, 2007, 32, 1625-1637Great idea! Less feasible in short to med
12、ium term!Why Energy Storage?Challenge IRapid increase in energy demand & carbon emissionWhy Energy Storage?Possible solutions to curb the rapid increase in carbon emission: The use of renewable energy a medium to long terms measurePotential of carbon free energy sources(Basic Research Needs for Sola
13、r Energy Utilization, DOE 2005)Why Energy Storage?Possible solutions to curb the rapid increase in carbon emission: Carbon Capture and Storage (CCS) a short to medium term measurePre-combustion captureOxy-fuel combustion capturePost-combustion captureIssues: l Storage technology not proven l Cost of
14、 over 10% efficiency for power generationl So this may become a long term issue!Why Energy Storage?Possible solutions to curb the rapid increase in carbon emission: Turning CO2 into fuels using renewable energy a long term measureJiang et al. (2010) Phil. Trans. Roy. Soc A, 368, 3343-3364Why Energy
15、Storage?Challenge IILarge variations in energy demand & intermittence of most renewables 01:0002:0003:0004:0005:0006:0007:0008:0009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:0018:0019:0020:0021:0022:0023:0024:002024283236404448Demand (GW)Time Summer weekday Summer weekend Winter weekday Winter weekend
16、Typical electrical demand profile of UK in 2009lSeasonalSeasonal (electric lighting and heating in winter and air conditioning in summer) lWeeklyWeekly (most industry closes at weekends, lowering demand) lDailyDaily (early evening when people get home and switch on electrical devices) lHourlyHourly
17、(public lighting / residential uses) lTransientTransient (fluctuations due to individuals actions, differences in power transmission efficiency)Why Energy Storage?How to meet these challenges? Energy Storagel Energy storage lA process of converting energy into a form that can be stored and converted
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