1月22日， 上海交大制冷与低温工程研究所王如竹教授领导的能源-空气-水（ITEWA）创新团队，在Energy Storage Materials上发表了题目为“Air Humidity Assisted Sorption Thermal Battery Governed by Reaction Wave Model”的研究论文，发现吸附反应床内的反应波现象并提出反应波模型，阐释了吸附热池实现稳定输出的机理，以及新型“双床吸附热池”设计策略。本文第一作者是制冷所博士研究生张艳楠，通讯作者是王如竹教授。

空气湿度驱动的吸附系统具有较强的湿度捕获能力和吸附热效应，在吸附储热、空气取水和除湿等领域有巨大应用前景。空气湿度驱动的吸附系统本质是一个热池，理想的吸附热池不仅需具有蓄热功能，还需要输出稳定的放热功率和放热温度，后者直接关乎吸附热池是否能够完美匹配用户需求且得到大规模推广应用。

文章介绍了一种新型“反应波”模型，阐述了空气湿度驱动的吸附热池实现可控稳定输出的工作机理。该模型直接将吸附剂特性和装置的输出性能联系起来，可用于指导新型吸附剂的发展，吸附剂的选择和反应床的设计。为了进一步提高储热密度，本文还利用复合吸附剂和化学吸附剂不同的反应波特性，介绍了“双床吸附热池”设计策略，对应的概念样机证实了该策略的有效性，可连续5.51小时输出38.1℃的暖风，储热密度高达240 kWh/m3。这种设计方法有助于提升复合吸附剂的实际应用效果并促进吸附热池的大规模商业化应用。
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该研究工作得到了国家自然科学基金创新研究群体项目（51521004）的资助。王如竹教授领衔的ITEWA（Innovative Team for Energy, Water & Air）团队曾在Joule、iScience、Research上发表过论文，该团队致力于解决能源、水、空气交叉领域的前沿基础性科学问题和关键技术，旨在通过学科交叉实现材料-器件-系统层面的整体解决方案，推动相关领域取得突破性进展。
附：Energy Storage Materials期刊简介
Energy Storage Materials创刊于2015年，是新兴的新能源和材料科学领域的重要期刊，当前的CiteScore为15.09。
论文链接： https://doi.org/10.1016/j.ensm.2020.01.012