一种MgO基热化学储能材料及其制备方法与流程

一种mgo基热化学储能材料及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及一种mgo基热化学储能材料及其制备方法，尤其涉及一种nano3‑
li3po4修饰的mgo
‑
caco3热化学储能材料及其制备方法，。该材料通过沉淀
‑
沉积法制备，其结构的一部分是特定mg/ca比例的单分散片状mgo
‑
caco3载体，另一部分是负载在载体上特定含量的nano3‑
li3po4助剂。属于化工与能源领域。


背景技术：

2.众所周知，能源是人类社会的发展和进步的重要议题。自工业革命以来，伴随着化石燃料的巨额消耗，致使温室气体co2大量排放，引发全球气候变暖，这已成为世界各国广泛关注的热点之一。在2015年第21届联合国气候变化大会上，各国一致通过《巴黎协定》，对2020年后的全球气候变化进行规划，减少化石燃料的消耗并转型为可再生能源的使用。
3.迄今为止，可再生能源中的太阳能、风能、潮汐能和地热能是主要可利用的资源，其中太阳能的应用最为广泛，其可以通过以下两种方法来利用太阳辐射产生电力：太阳能光伏(spv)发电和集中太阳能热发电(csp)。由于太阳能发电易受到太阳直射的季节和位置的影响，在特定地点的一天中，太阳直射的方向变化也很大，因此应用该方法发电受限。
4.热能存储系统为解决能源供需提供了极好的解决方案。在日晒期间，多余的热能可以存储在系统中，在无太阳光照射时可以将其回收用于发电。因此，该系统能有效提高能源的利用效率，解决太阳能间歇不稳定的缺陷，为热能的存储和持续稳定供应提供了方法。一般而言，热能以三种方式存储：显热储能、潜热储能、热化学储能。显热存储系统的主要问题在于能量密度低、存储空间需求量大、热交换器昂贵，此外必须进行强隔热以最大程度地减少能量泄漏，而且必须安装辅助加热器以避免传热流体中的熔融盐冻结。与显热存储系统相比，潜热存储系统具有较高的能量密度，且能在接近恒定温度下运行。然而，所用的相变材料具有以下几个缺点，包括金属壁腐蚀、相分离、化学不稳定性以及长期热行为的不确定性。而热化学能存储系统分别在吸热和放热反应过程中存储和释放热量。在吸热反应中，通过离解反应产物将热能存储为化学能。在放热反应过程中，通过重新组合化学反应物可以回收存储的能量。该系统具有储能密度大、存储时间长等优点，可广泛应用到废热回收、能量传输等体系。
5.mgo
(s)
co
2(g)
＝mgco
3(s)
δh＝
‑
116.4kj/mol
6.金属氧化物的碳酸化
‑
脱碳循环存在着可利用的反应焓。其中，mgo属于中温固体储能材料，由于其具有理论能量储存量高(2.91千焦/克
mgo
)、成本低廉、无毒环保、mg元素丰度较高等特点，被认为是最具有潜力的储能材料。然而局限于纯mgo的实际较低转化率、较慢的碳酸化反应速率和较差的能量储存
‑
释放循环稳定性，mgo基材料的应用受到了很大的限制。因此，为了提升mgo基材料的碳酸化反应性能，可以通过引入熔融碱金属硝酸盐，以此降低[mg
2
‑
o2‑
]晶格能，提升碳酸化反应性能，抑或是掺杂其他组分以增强材料稳定性。


技术实现要素：

[0007]
本发明的目的是制备出一种nano3‑
li3po4修饰的mgo基热化学储能材料，其具有优异的能量密度和循环稳定性。
[0008]
一种mgo基热化学储能材料，其特征在于，所述的材料由特定mg/ca比例的单分散片状mgo
‑
caco3载体和负载在载体上特定含量的nano3‑
li3po4助剂组成，表示如下：
[0009]
[mg
x
ca
100
‑
x
]
‑
[n
a
p
b
]
[0010]
[mg
x
ca
100
‑
x
]代表特定mg/ca比例的mgo
‑
caco3载体，[n
a
p
b
]代表特定含量的nano3‑
li3po4助剂。
[0011]
x代表mgo在mgo
‑
caco3载体中的摩尔百分数，x介于90～95之间；a代表nano3与载体的摩尔百分比，a介于15～25之间；b代表li3po4与载体的摩尔百分比，b介于5～10之间。
[0012]
本发明还提供上述热化学储能材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
[0013]
(1)称量一定量的镁盐，将其溶于去离子水中，搅拌30min至溶液澄清透明；
[0014]
其中：所述镁盐为乙酸镁和硝酸镁的一种；每100ml去离子水中镁盐的摩尔数介于0.02～0.025之间。
[0015]
(2)称量一定量的碳酸钾，溶于去离子水中，并加入一定量的聚乙二醇，在60℃水浴下搅拌30min至溶液澄清透明；
[0016]
其中：每100ml去离子水中碳酸钾的摩尔数介于0.025～0.040之间；聚乙二醇的平均分子量为300、400和600的一种；聚乙二醇与去离子水的体积比介于0.05～0.10之间；
[0017]
(3)将步骤(1)所得的溶液逐滴加入步骤(2)的碱液中，水浴依旧恒温60℃保持2h后，取出在25℃下老化2h；
[0018]
(4)将步骤(3)所得的悬浊液进行抽滤分离，并分别用水和乙醇洗涤白色沉淀物两次；
[0019]
(5)将步骤(4)所得的白色沉淀物放入真空烘箱中，恒温60℃保持12h后取出研磨，得到的干燥白色固体粉末；
[0020]
(6)将步骤(5)所得的白色粉末放入马弗炉中进行煅烧，以5℃/min的升温速率升到500℃，恒温2h，煅烧后得到mgo；
[0021]
(7)称量一定量的钙盐，溶于去离子水中，搅拌10min至溶液透明澄清，将一定量的步骤(6)所得的mgo粉末加入其中，继续搅拌2h；
[0022]
其中：所述钙盐为乙酸钙、乳酸钙和柠檬酸钙的一种；钙盐与钙盐、镁盐之和的摩尔百分比介于5～10之间；
[0023]
(8)将步骤(7)中的悬浊液置于蒸发皿中，放入120℃的烘箱中保持6h，得到白色固体；
[0024]
(9)将步骤(8)得到的固体研磨成粉末放入马弗炉中煅烧，以5℃/min的升温速率升到500℃，恒温2h，煅烧后得到mgo
‑
caco3载体；
[0025]
(10)分别称量一定量nano3和li3po4，加入一定量的无水甲醇，搅拌30min；
[0026]
其中：每100ml无水甲醇的nano3摩尔数介于0.005～0.01之间；
[0027]
(11)按所述比例称量一定量步骤(9)的mgo
‑
caco3载体，加入至步骤(10)的溶液中，搅拌2h；
[0028]
(12)将步骤(11)的悬浮液在60℃下进行真空旋转蒸发，除去甲醇溶剂后制得
nano3‑
li3po4修饰的mgo
‑
caco3热化学储能材料；
[0029]
本发明通过沉淀
‑
沉积法制备出高性能mgo基热化学储能材料，该材料在熔融nano3‑
li3po4和掺杂组分caco3的促进作用下表现出了优异的热化学储能性能。其主要优点在于：其一，本发明的mgo基热化学储能材料具有能量密度高、碳酸化反应速率快、制备方法简便等特点，展现出实际应用前景；其二，mgo
‑
caco3载体具有独特的片状堆积结构。在中温能量储存
‑
释放过程中，该结构能够让熔融nano3‑
li3po4均匀分布在其表面，从而提升碳酸化反应性能；其三，材料中的活性组分caco3能够在熔融nano3‑
li3po4的促进作用下，参与mgo的碳酸化反应，促进碳酸化反应速率的提升，从而加快能量释放；其四，材料中的li3po4有助于提升熔盐的热稳定性，抑制nano3的分解，从而提升材料的循环稳定性。
附图说明
[0030]
图1为本发明实施例1中[mg
95
ca5]
‑
[n
20
p5]的扫描电镜图
[0031]
图2为本发明实施例1和对比例1的xrd图
[0032]
图3比较了本发明实施例1、实施例2、对比例1、对比例2和对比例3的碳酸化反应速率
[0033]
碳酸化反应条件：350℃,100vol.％co2,30min
[0034]
图4比较了本发明实施例1与对比例1的能量储存
‑
释放循环性能
[0035]
碳酸化反应条件：350℃,100vol.％co2,30min
[0036]
脱碳反应条件：500℃,100vol.％co2,5min
[0037]
图5为本发明实施例2中[mg
90
ca
10
]
‑
[n
20
p5]的能量储存
‑
释放循环性能图
[0038]
碳酸化反应条件：350℃,100vol.％co2,30min
[0039]
脱碳反应条件：500℃,100vol.％co2,5min
[0040]
图6为本发明实施例3中[mg
90
ca
10
]
‑
[n
20
p
10
]的能量储存
‑
释放循环性能图
[0041]
碳酸化反应条件：350℃,100vol.％co2,30min
[0042]
脱碳反应条件：500℃,100vol.％co2,5min
[0043]
图7为本发明实施例4中[mg
90
ca
10
]
‑
[n
15
p5]的能量储存
‑
释放循环性能图
[0044]
碳酸化反应条件：350℃,100vol.％co2,30min
[0045]
脱碳反应条件：500℃,100vol.％co2,5min
[0046]
图8为本发明实施例5中[mg
90
ca
10
]
‑
[n
25
p5]的能量储存
‑
释放循环性能图
[0047]
碳酸化反应条件：350℃,100vol.％co2,30min
[0048]
脱碳反应条件：500℃,100vol.％co2,5min
具体实施方式
[0049]
本发明具体实施例叙述于下，但本发明不限于此。
[0050]
实施例1
[0051]
称量20mmol六水合硝酸镁，将其溶解于100ml去离子水中，搅拌约30min至溶液澄清透明。称量24mmol碳酸钾，溶于100ml去离子水中，并加入5ml聚乙二醇(平均分子量400)，将所得到的溶液转移至500ml烧瓶中，在恒温水浴槽中对烧瓶中的溶液进行机械搅拌，搅拌速度为500rpm，恒温水浴的温度为60℃，搅拌30min至溶液澄清透明。将上述含镁的溶液逐
滴加入碱液中，水浴依旧恒温60℃保持2h后，取出在室温下老化2h。将所得的悬浊液进行抽滤分离，并分别用水和乙醇洗涤白色沉淀物两次后，放入真空烘箱中，恒温60℃保持12h后取出研磨，得到的干燥白色固体粉末。将所得的白色粉末放入马弗炉中进行煅烧，以5℃/min的升温速率升到500℃，恒温2h，煅烧后得到[mg
100
]。称量1mmol乳酸钙，溶于50ml去离子水中，搅拌10min至溶液透明澄清，将19mmol的mgo粉末加入其中，继续搅拌2h。将所得悬浊液置于蒸发皿中，放入120℃的烘箱中保持6h，得到白色固体，研磨成粉末放入马弗炉中煅烧，以5℃/min的升温速率升到500℃，恒温2h，煅烧后得到[mg
95
ca5]载体。分别称量2mmol nano3和0.5mmol li3po4，将其置于烧瓶中，加入120ml的无水甲醇，搅拌30min。称量10mmol的[mg
95
ca5]载体，加入烧瓶中搅拌2h。将所得的悬浮液在60℃下进行真空旋转蒸发，除去甲醇溶剂后制得[mg
95
ca5]
‑
[n
20
p5]热化学储能材料，其扫描电镜图如图1所示，xrd谱图如图2所示，结果表明该材料中存在mgo、caco3、nano3与li3po4的物相。。
[0052]
等温碳酸化反应性能测试方法：
[0053]
本发明采用热重分析仪测试材料的等温碳酸化反应性能。在热重分析仪内装入约5mg样品，在n2气氛下以10℃/min升温至350℃，然后在100vol.％co2气氛下进行碳酸化反应，反应时间为30min。实验结果如图3所示，结果显示该材料在分别在350℃和100vol.％co2，碳酸化反应时间为30min条件下，其mgo转化率为60.9％。
[0054]
根据实验过程中记录的材料质量变化数据，计算材料的mgo转化率，其定义如下：
[0055][0056][0057]
能量储存
‑
释放循环性能测试方法：
[0058]
本发明采用热重分析仪测试材料能量储存
‑
释放循环的性能。热重分析的条件是：(1)在热天平内装入约5mg样品，在n2气氛下以10℃/min升温至350℃，然后进行100vol.％co2碳酸化反应，反应时间为30min；(2)碳酸化反应结束后，将温度升高到500℃(30℃/min)进行材料脱碳反应，时间为5min；(3)脱碳反应结束后，以30℃/min的速率将加热炉温度降至350℃，如此循环往复则可测试材料能量储存
‑
释放的循环稳定性，本实例进行了30个循环。实验结果如图4所示，结果表明经过30个能量储存
‑
释放循环后，该材料的能量密度稳定在0.61千焦/克
材料
。
[0059][0060]
实施例2
[0061]
称量25mmol四水合乙酸镁，将其溶解于100ml去离子水中，搅拌约30min至溶液澄清透明。称量30mmol碳酸钾，溶于100ml去离子水中，并加入8ml聚乙二醇(平均分子量300)，将所得到的溶液转移至500ml烧瓶中，在恒温水浴槽中对烧瓶中的溶液进行机械搅拌，搅拌速度为500rpm，恒温水浴的温度为60℃，搅拌30min至溶液澄清透明。将上述含镁的溶液逐滴加入碱液中，水浴依旧恒温60℃保持2h后，取出在室温下老化2h。将所得的悬浊液进行抽滤分离，并分别用水和乙醇洗涤白色沉淀物两次后，放入真空烘箱中，恒温60℃保持12h后
取出研磨，得到的干燥白色固体粉末。将所得的白色粉末放入马弗炉中进行煅烧，以5℃/min的升温速率升到500℃，恒温2h，煅烧后得到[mg
100
]。称量2mmol柠檬酸钙，溶于50ml去离子水中，搅拌10min至溶液透明澄清，将18mmol的mgo粉末加入其中，继续搅拌2h。将所得悬浊液置于蒸发皿中，放入120℃的烘箱中保持6h，得到白色固体，研磨成粉末放入马弗炉中煅烧，以5℃/min的升温速率升到500℃，恒温2h，煅烧后得到[mg
90
ca
10
]载体。分别称量2mmol nano3和0.5mmol li3po4，将其置于烧瓶中，加入120ml的无水甲醇，搅拌30min。称量10mmol的[mg
90
ca
10
]载体，加入烧瓶中搅拌2h。将所得的悬浮液在60℃下进行真空旋转蒸发，除去甲醇溶剂后制得[mg
90
ca
10
]
‑
[n
20
p5]热化学储能材料。
[0062]
能量储存
‑
释放循环性能测试：本发明采用热重分析仪测试材料能量储存
‑
释放循环的性能。热重分析的条件是：(1)在热天平内装入约5mg样品，在n2气氛下以10℃/min升温至350℃，然后进行100vol.％co2碳酸化反应，反应时间为30min；(2)碳酸化反应结束后，将温度升高到500℃(30℃/min)进行材料脱碳反应，时间为5min；(3)脱碳反应结束后，以30℃/min的速率将加热炉温度降至350℃，如此循环往复则可测试材料能量储存
‑
释放的循环稳定性，本实例进行了30个循环。实验结果如图5所示，结果表明经过30能量储存
‑
释放循环后，该材料的能量密度稳定在0.62千焦/克
材料
。
[0063]
实施例3
[0064]
称量20mmol六水合硝酸镁，将其溶解于100ml去离子水中，搅拌约30min至溶液澄清透明。称量24mmol碳酸钾，溶于100ml去离子水中，并加入8ml聚乙二醇(平均分子量600)，将所得到的溶液转移至500ml烧瓶中，在恒温水浴槽中对烧瓶中的溶液进行机械搅拌，搅拌速度为500rpm，恒温水浴的温度为60℃，搅拌30min至溶液澄清透明。将上述含镁的溶液逐滴加入碱液中，水浴依旧恒温60℃保持2h后，取出在室温下老化2h。将所得的悬浊液进行抽滤分离，并分别用水和乙醇洗涤白色沉淀物两次后，放入真空烘箱中，恒温60℃保持12h后取出研磨，得到的干燥白色固体粉末。将所得的白色粉末放入马弗炉中进行煅烧，以5℃/min的升温速率升到500℃，恒温2h，煅烧后得到[mg
100
]。称量2mmol乙酸钙，溶于50ml去离子水中，搅拌10min至溶液透明澄清，将18mmol的mgo粉末加入其中，继续搅拌2h。将所得悬浊液置于蒸发皿中，放入120℃的烘箱中保持6h，得到白色固体，研磨成粉末放入马弗炉中煅烧，以5℃/min的升温速率升到500℃，恒温2h，煅烧后得到[mg
90
ca
10
]载体。分别称量2mmol nano3和1mmol li3po4，将其置于烧瓶中，加入120ml的无水甲醇，搅拌30min。称量10mmol的[mg
90
ca
10
]载体，加入烧瓶中搅拌2h。将所得的悬浮液在60℃下进行真空旋转蒸发，除去甲醇溶剂后制得[mg
90
ca
10
]
‑
[n
20
p
10
]热化学储能材料。
[0065]
能量储存
‑
释放循环性能测试：本发明采用热重分析仪测试材料能量储存
‑
释放循环的性能。热重分析的条件是：(1)在热天平内装入约5mg样品，在n2气氛下以10℃/min升温至350℃，然后进行100vol.％co2碳酸化反应，反应时间为30min；(2)碳酸化反应结束后，将温度升高到500℃(30℃/min)进行材料脱碳反应，时间为5min；(3)脱碳反应结束后，以30℃/min的速率将加热炉温度降至350℃，如此循环往复则可测试材料能量储存
‑
释放的循环稳定性，本实例进行了30个循环。实验结果如图6所示，结果表明经过30个能量储存
‑
释放循环后，该材料的能量密度稳定在0.55千焦/克
材料
。
[0066]
实施例4
[0067]
称量20mmol六水合硝酸镁，将其溶解于100ml去离子水中，搅拌约30min至溶液澄
清透明。称量24mmol碳酸钾，溶于100ml去离子水中，并加入8ml聚乙二醇(平均分子量400)，将所得到的溶液转移至500ml烧瓶中，在恒温水浴槽中对烧瓶中的溶液进行机械搅拌，搅拌速度为500rpm，恒温水浴的温度为60℃，搅拌30min至溶液澄清透明。将上述含镁的溶液逐滴加入碱液中，水浴依旧恒温60℃保持2h后，取出在室温下老化2h。将所得的悬浊液进行抽滤分离，并分别用水和乙醇洗涤白色沉淀物两次后，放入真空烘箱中，恒温60℃保持12h后取出研磨，得到的干燥白色固体粉末。将所得的白色粉末放入马弗炉中进行煅烧，以5℃/min的升温速率升到500℃，恒温2h，煅烧后得到[mg
100
]。称量2mmol乳酸钙，溶于50ml去离子水中，搅拌10min至溶液透明澄清，将18mmol的mgo粉末加入其中，继续搅拌2h。将所得悬浊液置于蒸发皿中，放入120℃的烘箱中保持6h，得到白色固体，研磨成粉末放入马弗炉中煅烧，以5℃/min的升温速率升到500℃，恒温2h，煅烧后得到[mg
90
ca
10
]载体。分别称量1.5mmol nano3和0.5mmol li3po4，将其置于烧瓶中，加入120ml的无水甲醇，搅拌30min。称量10mmol的[mg
90
ca
10
]载体，加入烧瓶中搅拌2h。将所得的悬浮液在60℃下进行真空旋转蒸发，除去甲醇溶剂后制得[mg
90
ca
10
]
‑
[n
15
p5]热化学储能材料。
[0068]
能量储存
‑
释放循环性能测试：本发明采用热重分析仪测试材料能量储存
‑
释放循环的性能。热重分析的条件是：(1)在热天平内装入约5mg样品，在n2气氛下以10℃/min升温至350℃，然后进行100vol.％co2碳酸化反应，反应时间为30min；(2)碳酸化反应结束后，将温度升高到500℃(30℃/min)进行材料脱碳反应，时间为5min；(3)脱碳反应结束后，以30℃/min的速率将加热炉温度降至350℃，如此循环往复则可测试材料能量储存
‑
释放的循环稳定性，本实例进行了30个循环。实验结果如图7所示，结果表明经过30个能量储存
‑
释放循环后，该材料的能量密度稳定在0.56千焦/克
材料
。
[0069]
实施例5
[0070]
称量20mmol六水合硝酸镁，将其溶解于100ml去离子水中，搅拌约30min至溶液澄清透明。称量24mmol碳酸钾，溶于100ml去离子水中，并加入8ml聚乙二醇(平均分子量400)，将所得到的溶液转移至500ml烧瓶中，在恒温水浴槽中对烧瓶中的溶液进行机械搅拌，搅拌速度为500rpm，恒温水浴的温度为60℃，搅拌30min至溶液澄清透明。将上述含镁的溶液逐滴加入碱液中，水浴依旧恒温60℃保持2h后，取出在室温下老化2h。将所得的悬浊液进行抽滤分离，并分别用水和乙醇洗涤白色沉淀物两次后，放入真空烘箱中，恒温60℃保持12h后取出研磨，得到的干燥白色固体粉末。将所得的白色粉末放入马弗炉中进行煅烧，以5℃/min的升温速率升到500℃，恒温2h，煅烧后得到[mg
100
]。称量2mmol乳酸钙，溶于50ml去离子水中，搅拌10min至溶液透明澄清，将18mmol的mgo粉末加入其中，继续搅拌2h。将所得悬浊液置于蒸发皿中，放入120℃的烘箱中保持6h，得到白色固体，研磨成粉末放入马弗炉中煅烧，以5℃/min的升温速率升到500℃，恒温2h，煅烧后得到[mg
90
ca
10
]载体。分别称量2.5mmol nano3和0.5mmol li3po4，将其置于烧瓶中，加入120ml的无水甲醇，搅拌30min。称量10mmol的[mg
90
ca
10
]载体，加入烧瓶中搅拌2h。将所得的悬浮液在60℃下进行真空旋转蒸发，除去甲醇溶剂后制得[mg
90
ca
10
]
‑
[n
25
p5]热化学储能材料。
[0071]
能量储存
‑
释放循环性能测试：本发明采用热重分析仪测试材料能量储存
‑
释放循环的性能。热重分析的条件是：(1)在热天平内装入约5mg样品，在n2气氛下以10℃/min升温至350℃，然后进行100vol.％co2碳酸化反应，反应时间为30min；(2)碳酸化反应结束后，将温度升高到500℃(30℃/min)进行材料脱碳反应，时间为5min；(3)脱碳反应结束后，以30
℃/min的速率将加热炉温度降至350℃，如此循环往复则可测试材料能量储存
‑
释放的循环稳定性，本实例进行了30个循环。实验结果如图8所示，结果表明经过30个能量储存
‑
释放循环后，该材料的能量密度稳定在0.62千焦/克
材料
。
[0072]
对比例1
[0073]
称量20mmol六水合硝酸镁，将其溶解于100ml去离子水中，搅拌约30min至溶液澄清透明。称量24mmol碳酸钾，溶于100ml去离子水中，并加入5ml聚乙二醇(平均分子量400)，将所得到的溶液转移至500ml烧瓶中，在恒温水浴槽中对烧瓶中的溶液进行机械搅拌，搅拌速度为500rpm，恒温水浴的温度为60℃，搅拌30min至溶液澄清透明。将上述含镁的溶液逐滴加入碱液中，水浴依旧恒温60℃保持2h后，取出在室温下老化2h。将所得的悬浊液进行抽滤分离，并分别用水和乙醇洗涤白色沉淀物两次后，放入真空烘箱中，恒温60℃保持12h后取出研磨，得到的干燥白色固体粉末。将所得的白色粉末放入马弗炉中进行煅烧，以5℃/min的升温速率升到500℃，恒温2h，煅烧后得到[mg
100
]。
[0074]
等温碳酸化反应性能测试：本发明采用热重分析仪测试材料的碳酸化反应性能。在热重分析仪内装入约5mg样品，在n2气氛下以10℃/min升温至350℃，然后在100vol.％co2气氛下进行碳酸化反应，反应时间为30min。实验结果如图3所示，结果显示该材料在分别在350℃和100vol.％co2，碳酸化反应时间为30min条件下，其mgo转化率为0.9％。
[0075]
对比例2
[0076]
称量20mmol六水合硝酸镁，将其溶解于100ml去离子水中，搅拌约30min至溶液澄清透明。称量24mmol碳酸钾，溶于100ml去离子水中，并加入5ml聚乙二醇(平均分子量400)，将所得到的溶液转移至500ml烧瓶中，在恒温水浴槽中对烧瓶中的溶液进行机械搅拌，搅拌速度为500rpm，恒温水浴的温度为60℃，搅拌30min至溶液澄清透明。将上述含镁的溶液逐滴加入碱液中，水浴依旧恒温60℃保持2h后，取出在室温下老化2h。将所得的悬浊液进行抽滤分离，并分别用水和乙醇洗涤白色沉淀物两次后，放入真空烘箱中，恒温60℃保持12h后取出研磨，得到的干燥白色固体粉末。将所得的白色粉末放入马弗炉中进行煅烧，以5℃/min的升温速率升到500℃，恒温2h，煅烧后得到[mg
100
]。称量2mmol nano3将其置于烧瓶中，加入120ml的无水甲醇，搅拌30min。称量10mmol的[mg
100
]载体，加入烧瓶中搅拌2h。将所得的悬浮液在60℃下进行真空旋转蒸发，除去甲醇溶剂后制得[mg
100
]
‑
[n
20
]热化学储能材料。
[0077]
等温碳酸化反应性能测试：本发明采用热重分析仪测试材料的碳酸化反应性能。在热重分析仪内装入约5mg样品，在n2气氛下以10℃/min升温至350℃，然后在100vol.％co2气氛下进行碳酸化反应，反应时间为30min。实验结果如图3所示，结果显示该材料在分别在350℃和100vol.％co2，碳酸化反应时间为30min条件下，其mgo转化率为51.1％。
[0078]
能量储存
‑
释放循环性能测试：本发明采用热重分析仪测试材料能量储存
‑
释放循环的性能。热重分析的条件是：(1)在热天平内装入约5mg样品，在n2气氛下以10℃/min升温至350℃，然后进行100vol.％co2碳酸化反应，反应时间为30min；(2)碳酸化反应结束后，将温度升高到500℃(30℃/min)进行材料脱碳反应，时间为5min；(3)脱碳反应结束后，以30℃/min的速率将加热炉温度降至350℃，如此循环往复则可测试材料能量储存
‑
释放的循环稳定性，本实例进行了30个循环，实验结果如图4所示。
[0079]
对比例3
[0080]
称量20mmol六水合硝酸镁，将其溶解于100ml去离子水中，搅拌约30min至溶液澄
清透明。称量24mmol碳酸钾，溶于100ml去离子水中，并加入5ml聚乙二醇(平均分子量400)，将所得到的溶液转移至500ml烧瓶中，在恒温水浴槽中对烧瓶中的溶液进行机械搅拌，搅拌速度为500rpm，恒温水浴的温度为60℃，搅拌30min至溶液澄清透明。将上述含镁的溶液逐滴加入碱液中，水浴依旧恒温60℃保持2h后，取出在室温下老化2h。将所得的悬浊液进行抽滤分离，并分别用水和乙醇洗涤白色沉淀物两次后，放入真空烘箱中，恒温60℃保持12h后取出研磨，得到的干燥白色固体粉末。将所得的白色粉末放入马弗炉中进行煅烧，以5℃/min的升温速率升到500℃，恒温2h，煅烧后得到[mg
100
]。称量2mmol nano3和0.5mmol li3po4，将其置于烧瓶中，加入120ml的无水甲醇，搅拌30min。称量10mmol的[mg
100
]载体，加入烧瓶中搅拌2h。将所得的悬浮液在60℃下进行真空旋转蒸发，除去甲醇溶剂后制得[mg
100
]
‑
[n
20
p5]热化学储能材料。
[0081]
等温碳酸化反应性能测试：本发明采用热重分析仪测试材料的碳酸化反应性能。在热重分析仪内装入约5mg样品，在n2气氛下以10℃/min升温至350℃，然后在100vol.％co2气氛下进行碳酸化反应，反应时间为30min。实验结果如图3所示，结果显示该材料在分别在350℃和100vol.％co2，碳酸化反应时间为30min条件下，其mgo转化率为42.8％。。
[0082]
由上述附图和实例可见，相比于纯mgo(对比例1)，在熔融nano3的促进作用下，mgo材料的碳酸化反应性能明显，这归因于熔融nano3能够降低[mg
2
‑
o2‑
]晶格能，从而提升碳酸化反应性能；材料中的li3po4有助于提升熔盐的热稳定性，抑制nano3的分解，从而提升循环稳定性(对比例2)；材料中的活性组分caco3能够在熔融nano3‑
li3po4的促进作用下，参与mgo的碳酸化反应，促进碳酸化反应速率的提升，从而加快能量释放(实施例1和对比例3)，本发明制备的[mg
90
ca
10
]
‑
[n
20
p5]热化学储能材料，经过30个能量储存
‑
释放过程后，其能量密度稳定在0.62千焦/克
材料
。由此可见，本发明所提出的一种nano3‑
li3po4修饰的mgo基热化学储能材料具有能量储存容量高、碳酸化反应速率快、制备方法简便等特点，展现出实际应用前景。