中国储能网讯：3月23日，由中国化学与物理电源行业协会主办并联合500余家机构共同支持的第十五届储能大会暨展览会（简称“CIES2025”）在杭州国际博览中心召开。

CIES大会以“绿色、数智、融合、创新”为主题，针对储能产业面临的机遇与挑战等重点、热点、难点问题展开充分探讨，分享可持续发展政策机制、资本市场、国际市场、成本疏导、智能化系统集成技术、供应链体系、商业模式、技术标准、示范项目应用案例、新产品以及解决方案的普及和规模化工程应用。

在3月24日下午的储热与长时储能专场中，上海交通大学智慧能源创新学院副教授赵耀作了题为《相变储热及卡诺电池的研究进展》的主旨演讲。

以下内容根据大会发言整理提炼，仅供参考。 

赵耀

大家下午好！非常荣幸能在这里与大家分享我们的研究进展。我是来自上海交通大学智慧能源创新学院的赵耀，我的研究方向包括相变储热与卡诺电池等储能技术。

我的报告将围绕以下四个部分展开：首先是研究背景；然后我会介绍相变储热的最新研究进展；接下来，谈一谈卡诺电池的研究进展；最后，我会总结并展望未来的研究方向。

一、研究背景

储能技术对于能源系统的可持续发展至关重要。我的研究主要集中在基于冷能和热能的储热/冷及热机械储能，尤其是相变储热和卡诺电池技术。自从回国以来，我的研究方向有了新的扩展，今天主要分享这段时间的工作成果。

二、相变储热研究进展

我们的研究从多个角度展开，涵盖了机理、材料和装置三个方面。

1.机理层面：固液相变及强化传热机理研究

我们通过建立固液相变模型，利用相场法模拟过冷/过热现象，从而深入研究相变过程中的传热机制。我们还将该模型应用于金属泡沫材料的强化传热研究，探讨了金属泡沫的孔隙结构对熔化和凝固过程的影响。

2.材料层面：高温相变材料的制备与可靠性研究

铝硅合金是我们选用的高温相变材料，因其丰富的资源、高导热性和适中的相变温度，使其在太阳能发电和高温余热回收中具有较大应用潜力。我们进行了循环稳定性与腐蚀性测试，验证了铝硅合金在相变储热中的性能。

3.装置层面：管壳式储热单元的结构优化研究

我们采用拓扑优化方法对肋片和流道结构进行优化设计，进一步提高了储热单元的传热效率。通过模拟与实验验证，优化后的结构在自然对流条件下表现出了更优的热传导性能。

4.装置层面：填充床储热单元流动与传热研究

我们还研究了填充床储热单元的流动与传热特性，以及梯级相变储热系统的热力学性能，探索了多级储热的潜力与性能。

三、卡诺电池研究进展

卡诺电池结合了热力循环与储热/储冷技术，为大规模储能提供了新的解决方案。我们的研究集中在以下几个方面：

1.布雷顿/跨临界循环+显热卡诺电池热经济学研究

我们研究了卡诺电池的热经济性，进行了与压缩空气、液化空气、锂电池等其他储能技术的对比，分析了卡诺电池在大规模储能系统中的位置。

2.布雷顿循环+相变卡诺电池系统热力性能研究

通过引入相变储热材料，我们提高了卡诺电池的储能密度，使其更适用于大规模储能。

3.有机朗肯循环卡诺电池与热电厂耦合特性研究

我们还研究了卡诺电池与热电厂的耦合方式，提出了通过卡诺电池满足电力负荷高峰的方案。

4.卡诺电池多能联供系统的热力学研究

我们探索了卡诺电池在智能能源系统中的应用，结合多能联供技术，实现了储热、储冷与电力的有效耦合，并验证了其在工业园区等复杂场景中的潜力。这个研究是我回国之后非常重要的一块，因为我们要把卡诺电池打造成智慧能源系统，用于未来城市的能源管理。

四、总结与展望

我们的研究取得了一些初步成果，但仍面临一些挑战，特别是在固液相变机理、金属相变材料的性能预测、多目标优化设计以及卡诺电池的经济性评估等方面。

展望未来，我们计划进一步深化相变储热的多尺度模拟、金属相变材料的可靠性研究，并探索卡诺电池的智能控制和经济性优化，推动其在能源管理系统中的应用。

五、储热/冷及热机械储能课题组介绍

最后，我简单介绍一下我们课题组的研究方向。我们的课题组重点研究储热/冷与热机械储能技术，包括显热储热、相变储热、热化学储热等。我们还在开展与卡诺电池/热泵储电、液化空气储能、压缩空气储能、二氧化碳储能、重力储能相关的研究，并尝试将人工智能技术应用于储能系统的智能管理。部分技术路线跟目前国内的主流技术不一样，今年会有一些最新的研究成果要发表出来。