ТЕПЛОНАКОПИТЕЛИ НА ОСНОВЕ СОЛЕВЫХ ЭВТЕКТИЧЕСКИХ СМЕСЕЙ
Authors: Вердиев Н.Н. , Вердиева З.Н. , Алхасов А.Б. , Кондратюк И.М. , Магомедов М.М. , Мусаева П.А. 
Published: December 2024

Актуальность. Вовлечение потенциала возобновляемых источников энергии в мировой энергетический баланс, в частности солнечной энергии, в настоящее время является приоритетным направлением. Не менее актуальной задачей является долгосрочное хранение высокопотенциальной концентрированной солнечной энергии. Решение этого вопроса обе- спечит бесперебойную работу солнечных электростанций, как и электростанций, работающих на традиционном топливе. Наиболее подходящими теплонакопителями и теплоносителями для устройств, генерирующих средне- и высокотемпературный тепловой потенциал солнечной энер- гии, являются фазопереходные материалы на базе эвтектических смесей из неорганических солей. Это связано с тем, что солевые эвтектические смеси позволяют варьировать диапазон температур, обладают наибольшими значениями энтальпий фазовых превращений, что является одним из основных условий, предъявляемым к теплоаккумулирующим материалам, и позволяют генерировать максимальное количество теплой энергии. Цель работы. Выявление теплонако- пителей и теплоносителей на основе солевых эвтектических смесей из неорганических солей, способных аккумулировать максимальное количество тепловой энергии. Методы исследова- ния. Исследования проведены дифференциальным термическим и дифференциальным ска- нирующим калориметрическим методами физико-химического анализа. Результаты работы. Исследованы эвтектические смеси стабильных секущих треугольников: NaF–KCl–K2SO4; Li2SO4 – NaCl – KCl четырехкомпонентных взаимных систем Na+,K+||F-,Сl-,SO4 2- и Li+,Na+,K+||Сl-,SO4 2-, со- ответственно. В результате проведенных исследований уточнены температуры кристаллизаций эвтектических составов и определены величины энтальпии фазовых превращений. Выявленные составы: 1. NaF–KCl–K2SO4, tпл=583ºC, ΔmH=-405,2 Дж/г; 2. Li2SO4–NaCl–KCl, tпл=452ºC, ΔmH= -323 Дж/г рекомендованы в качестве высокотемпературных теплонакопителей и теплоносителей для устройств, генерирующих тепловую энергию, электролитов химических источников тока, флюсов для электросварки цветных металлов.

Relevance. The involvement of the potential of renewable energy sources in the global energy balance, in particular solar energy, is currently a priority. No less urgent task is the long-term storage of high-potential concentrated solar energy. The solution of this issue will ensure the uninterrupted operation of solar power plants, as well as power plants running on traditional fuel. The most suitable heat accumulators and heat carriers for devices generating medium- and high-temperature thermal potential of solar energy are phase-transitive materials based on eutectic mixtures of inorganic salts. This is due to the fact that salt eutectic mixtures allow you to vary the temperature range, have the highest values of the enthalpy of phase transformations, which is one of the main conditions imposed on heat storage materials and allow you to generate the maximum amount of warm energy. The purpose of the work. Identification of heat accumulators and heat carriers based on salt eutectic mixtures of inorganic salts capable of accumulating the maximum amount of thermal energy. Research methods. The studies were carried out by differential thermal and differential scanning calorimetric methods of physico-chemical analysis. The results of the work. Eutectic mixtures of stable secant triangles have been studied: NaF–KCl–K2SO4; Li2SO4–NaCl–KCl of four-component mutual systems Na+,K+||F-,Cl-,SO4 2- and Li+,Na+,K+||Cl-,SO4 2-, respectively. As a result of the conducted studies, the crystallization temperatures of eutectic compositions have been clarified and the enthalpy values of phase transformations have been determined. Identified compounds: 1. NaF–KCl–K2SO4, t=583ºC, ΔmH=-405.2 J/g; 2. Li2SO4– NaCl–KCl, t=452ºC, ΔmH= -323 J/g are recommended as high-temperature heat accumulators and heat carriers for devices generating thermal energy, electrolytes of chemical current sources, fluxes for electric welding of non-ferrous metals.