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[摘 要]当前世界各国都面临着资源短缺的问题，利用太阳能发热发电可以缓解资源紧张的问题。目前，太阳能储能的方式主要有三大类，其中包括热化学储能、显热储能和潜热储能三大类。本文将从经济、技术的角度来对太阳能的热化学储能进行研究，通过对其中的经济问题和技术问题展开分析，来探讨其未来的发展路径。
[关键词]太阳能；化学储能；热发电；热化学反应；
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0079-01
一、序言
自从人们进入电气时代以来，工业水平迅速提升，对于电力的需求也随之增高。21世纪以前，人们发电往往是通过燃煤，或是借助天然气、石油等化石燃料来实现电能的供给。这些化石燃料是不可再生资源，随着人类的使用这些资源在逐渐的枯竭。除此之外，这些化石燃料的燃烧还会引发一系列的环境问题，近几年来的温室效应、酸雨、臭氧层空洞等问题都与化石燃料的燃烧有关。仅仅依靠化石燃料来继续人类工业的发展，最终会使人类走上绝境，因此人们开始寻找新型的环保能源。数据结果显示，太阳每年辐射的能量约等于燃烧1.9×1012t的标准煤所产生的能量。目前太阳能主要被人们用来发电，这种发电方法的资源来源广泛，不会给环境造成污染，无需远距离的传输，同时发电的费用也比较低，是一种十分理想的发电方法。当前我国的能源比较短缺，人均资源也相对较少，通过太阳能化学储能的方法，可以解决我国当前资源短缺的问题，使得我国资源供应的方式变得更加多样化，也给我国的可持续发展提供了推进力量。
尽管太阳能有清洁、环保、来源广泛等优点，但是我们还应当认识到，太阳能还具有不稳定性、低密度、间歇性和难以维持的特点，想要单纯的依靠太阳能来发电还存在很多技术方面的问题。在对太阳能进行化学储能的时候，一般是采用高温储热的方法。该方法可以通过降低设备的容量，对负荷进行调节，从而提升太阳能的利用效率，降低投资的成本，提升了设备的利用率。
二、热化学储能的原理
从高中的化学知识中我们就可以了解到，化学反应过程中，会随着基建的断裂发生吸热和放热反应，而热化学储能的原理就是利用了化学反应对太阳能进行吸收。一般来说，储能材料需要能够吸收太阳能量，并将能量转化为某种物质存放起来。当我们需要该装置提供能量的时候，之前储存能量所生产的化学物质就会发生反应并在此形成原始的储能物质，同时将储存的太阳能释放出来。储存的过程就是材料将太阳能转化成其他物质的一个过程，这是一种可逆的化学反应。在化学反应不断进行的过程中，能量可以进行释放和储存，形成一种闭合循环。只要科学合理的对储存物进行保存，就能够保障热量的无损，储能时间就可能被无限延长。一般来说，热化学储能会分为储热、储存和能量释放三个阶段内容。
三、热化学能储能体系的具体内容
目前，被人类研究出来的热化学反应共有70多种，在选择热化学反应来储存太阳能的时候，应当对不同化学反应的条件及反应过程进行深入的了解。一般来说，热化学反应想要应用于太阳能的储存，就需要具备以下几方面特点：第一，化学反应的反应物成本不能过高，且反应物和生成物不能具有腐蚀性和毒害性。第二，化学反应发生的温度应当低于1000℃。第三，必须是可逆的化学反应，要有较好的循环性，不能有其他的副反应。第四，热反应在释放热能的时候，应保障反应温度超过500℃。第五，反应的条件要简单温和，尽量不使用需要真空环境和高压环境的化学反应。第六，反应焓要够大，反应所产生的产物摩尔体积应尽量小。第七，化学反应要能够快速的储存并释放热能。常见的热化学反应方程式有以下几种：
第一，氧化还原反应，这种反应可以储存较多的能量，且操作的温度比较高，是一种合理的化学储能方法，在未来有广阔的发展空间，且反应物的成本角度，便于大规模的储能。
第二，碳酸化合物的分解，常见的有碳酸钙的分解。碳酸化合物分解的储能密度也很高，且碳酸化合物来源广泛，价格低廉，应用前景也十分广阔。
第三，金属氢化物的分解。有些金属化合物或是合金可以吸收氢，在条件适合的情况下，金属与氢化物之间进行反应并释放热能。
第四，无机氢氧化物分解，无机氢氧化物放热分解可以快速的储存并釋放热能，同时这种化学反应十分安全，不会产生有毒物质，处理起来也相对比较容易。
除了上述几种热化学反应之外，还有甲烷二氧化碳重整、氨基热化学储能等等很多种类型，不同的热化学反应所具有的优点是不同的，但同时也存在一定的缺陷，在选择的时候要结合不同化学反应的特点来选择材料和催化剂，最大的发挥热化学反应的储能潜力。
四、总结
当前环境污染和资源短缺是人类所面临的最严峻的问题，世界各国都在对资源的结构进行调整，清洁能源的使用是未来人类社会发展的必然要求，而太阳能的化学储能给能源结构的调整带来了新的发展路径，但是当前热化学储能还处于研究阶段，想要建成大规模的热电站，加大对太阳能的利用，还需要进一步的对相关的技术进行研究。
参考文献
[1] 孙峰，彭浩，凌祥.中高温热化学反应储能研究进展[J].储能科学与技术，2015， 4：577-584.
[2] 张耀明.太阳能热发电技术[J].北京：化学工业出版社2016. 157-161.
[3] 郭苏，杨勇，李荣.太阳能热发电储热系统综述[J].太阳能2015. 12： 46-49.
[4] 杨小平，杨晓茜，丁静等.太阳能高温热发电蓄热技术研究进展[J].热能动力工程，2011， 26： 1-6.
[5] 吴娟，龙新峰.太阳能热化学储能研究进展[J].化工进展2014. 33： 3238-3245.
[6] 谢涛，杨伯伦.基于太阳能蓄热过程的甲烷二氧化碳重整研究进展[J].化工进展，2016， 35：1723-1732.
[7] 张丙模.小型高温高压反应器及加压炭催化CH4/CO2重整研究[D].太原：太原理工大学2010.
[8] 陈源，丁静，陆建峰，等.甲烷二氧化碳重整热化学储能实验研究[J].程热物理学报2014. 8： 1591-1594.
[9] 杜娟.甲烷重整热化学储能过程催化反应及传输特性[D].广州：华南理工大学，2013.
[关键词]太阳能；化学储能；热发电；热化学反应；
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）12-0079-01
一、序言
自从人们进入电气时代以来，工业水平迅速提升，对于电力的需求也随之增高。21世纪以前，人们发电往往是通过燃煤，或是借助天然气、石油等化石燃料来实现电能的供给。这些化石燃料是不可再生资源，随着人类的使用这些资源在逐渐的枯竭。除此之外，这些化石燃料的燃烧还会引发一系列的环境问题，近几年来的温室效应、酸雨、臭氧层空洞等问题都与化石燃料的燃烧有关。仅仅依靠化石燃料来继续人类工业的发展，最终会使人类走上绝境，因此人们开始寻找新型的环保能源。数据结果显示，太阳每年辐射的能量约等于燃烧1.9×1012t的标准煤所产生的能量。目前太阳能主要被人们用来发电，这种发电方法的资源来源广泛，不会给环境造成污染，无需远距离的传输，同时发电的费用也比较低，是一种十分理想的发电方法。当前我国的能源比较短缺，人均资源也相对较少，通过太阳能化学储能的方法，可以解决我国当前资源短缺的问题，使得我国资源供应的方式变得更加多样化，也给我国的可持续发展提供了推进力量。
尽管太阳能有清洁、环保、来源广泛等优点，但是我们还应当认识到，太阳能还具有不稳定性、低密度、间歇性和难以维持的特点，想要单纯的依靠太阳能来发电还存在很多技术方面的问题。在对太阳能进行化学储能的时候，一般是采用高温储热的方法。该方法可以通过降低设备的容量，对负荷进行调节，从而提升太阳能的利用效率，降低投资的成本，提升了设备的利用率。
二、热化学储能的原理
从高中的化学知识中我们就可以了解到，化学反应过程中，会随着基建的断裂发生吸热和放热反应，而热化学储能的原理就是利用了化学反应对太阳能进行吸收。一般来说，储能材料需要能够吸收太阳能量，并将能量转化为某种物质存放起来。当我们需要该装置提供能量的时候，之前储存能量所生产的化学物质就会发生反应并在此形成原始的储能物质，同时将储存的太阳能释放出来。储存的过程就是材料将太阳能转化成其他物质的一个过程，这是一种可逆的化学反应。在化学反应不断进行的过程中，能量可以进行释放和储存，形成一种闭合循环。只要科学合理的对储存物进行保存，就能够保障热量的无损，储能时间就可能被无限延长。一般来说，热化学储能会分为储热、储存和能量释放三个阶段内容。
三、热化学能储能体系的具体内容
目前，被人类研究出来的热化学反应共有70多种，在选择热化学反应来储存太阳能的时候，应当对不同化学反应的条件及反应过程进行深入的了解。一般来说，热化学反应想要应用于太阳能的储存，就需要具备以下几方面特点：第一，化学反应的反应物成本不能过高，且反应物和生成物不能具有腐蚀性和毒害性。第二，化学反应发生的温度应当低于1000℃。第三，必须是可逆的化学反应，要有较好的循环性，不能有其他的副反应。第四，热反应在释放热能的时候，应保障反应温度超过500℃。第五，反应的条件要简单温和，尽量不使用需要真空环境和高压环境的化学反应。第六，反应焓要够大，反应所产生的产物摩尔体积应尽量小。第七，化学反应要能够快速的储存并释放热能。常见的热化学反应方程式有以下几种：
第一，氧化还原反应，这种反应可以储存较多的能量，且操作的温度比较高，是一种合理的化学储能方法，在未来有广阔的发展空间，且反应物的成本角度，便于大规模的储能。
第二，碳酸化合物的分解，常见的有碳酸钙的分解。碳酸化合物分解的储能密度也很高，且碳酸化合物来源广泛，价格低廉，应用前景也十分广阔。
第三，金属氢化物的分解。有些金属化合物或是合金可以吸收氢，在条件适合的情况下，金属与氢化物之间进行反应并释放热能。
第四，无机氢氧化物分解，无机氢氧化物放热分解可以快速的储存并釋放热能，同时这种化学反应十分安全，不会产生有毒物质，处理起来也相对比较容易。
除了上述几种热化学反应之外，还有甲烷二氧化碳重整、氨基热化学储能等等很多种类型，不同的热化学反应所具有的优点是不同的，但同时也存在一定的缺陷，在选择的时候要结合不同化学反应的特点来选择材料和催化剂，最大的发挥热化学反应的储能潜力。
四、总结
当前环境污染和资源短缺是人类所面临的最严峻的问题，世界各国都在对资源的结构进行调整，清洁能源的使用是未来人类社会发展的必然要求，而太阳能的化学储能给能源结构的调整带来了新的发展路径，但是当前热化学储能还处于研究阶段，想要建成大规模的热电站，加大对太阳能的利用，还需要进一步的对相关的技术进行研究。
参考文献
[1] 孙峰，彭浩，凌祥.中高温热化学反应储能研究进展[J].储能科学与技术，2015， 4：577-584.
[2] 张耀明.太阳能热发电技术[J].北京：化学工业出版社2016. 157-161.
[3] 郭苏，杨勇，李荣.太阳能热发电储热系统综述[J].太阳能2015. 12： 46-49.
[4] 杨小平，杨晓茜，丁静等.太阳能高温热发电蓄热技术研究进展[J].热能动力工程，2011， 26： 1-6.
[5] 吴娟，龙新峰.太阳能热化学储能研究进展[J].化工进展2014. 33： 3238-3245.
[6] 谢涛，杨伯伦.基于太阳能蓄热过程的甲烷二氧化碳重整研究进展[J].化工进展，2016， 35：1723-1732.
[7] 张丙模.小型高温高压反应器及加压炭催化CH4/CO2重整研究[D].太原：太原理工大学2010.
[8] 陈源，丁静，陆建峰，等.甲烷二氧化碳重整热化学储能实验研究[J].程热物理学报2014. 8： 1591-1594.
[9] 杜娟.甲烷重整热化学储能过程催化反应及传输特性[D].广州：华南理工大学，2013.