余热回收与温差发电
面向汽车尾气、工业高温余热等热源,研究利用温差发电实现热能向电能直接转换的方法。关注热源特征与发电器件的匹配,分析材料配置、器件结构、冷热端换热及辐射热损失对发电性能的影响。结合热量收集、冷却和运行条件,综合考虑发电量、流动阻力与辅助能耗,探索提高系统净能量收益的设计方案。
CLS · RESEARCH AREAS
Advanced Energy Storage and Thermal Management
面向工业、交通与可再生能源利用,探索热能的高效回收、存储、调控与转换。

热能的高效利用是提高能源效率的重要途径。工业生产和交通运输中仍有大量余热未被充分利用,太阳能供给也常与用能需求不同步;同时,电池和工业装备需要适宜、稳定的温度条件。我们以热量的回收、存储和调控为主线,研究利用温差发电回收余热、利用相变材料储存热量的方法,并探索其在太阳能利用和热管理中的应用。通过优化热量传递与装置设计,提高能源利用效率,改善设备的运行性能与可靠性。
面向汽车尾气、工业高温余热等热源,研究利用温差发电实现热能向电能直接转换的方法。关注热源特征与发电器件的匹配,分析材料配置、器件结构、冷热端换热及辐射热损失对发电性能的影响。结合热量收集、冷却和运行条件,综合考虑发电量、流动阻力与辅助能耗,探索提高系统净能量收益的设计方案。
利用相变材料在熔化和凝固过程中储存、释放热量,研究适应不同温度范围与用能需求的储热方法。关注相变界面演化,以及导热、自然对流和热辐射对蓄放热过程的影响,通过材料选择、翅片及导热增强结构设计,提高热量存取效率。兼顾储热容量、蓄放热速率与循环稳定性,探索紧凑、高效的储热单元及其应用。
围绕电池、能源转换装置及工业过程的温度控制,研究热量产生、传递与散失之间的关系。通过相变缓冲、散热强化、保温隔热及主动与被动温控方法的配合,改善温度均匀性,抑制局部过热,并调节变化热负荷下的温度响应。关注相变材料的储热能力恢复,以及热源、储热单元和冷却条件之间的匹配,在实际运行条件下评价温控效果、附加能耗与可靠性。
研究太阳辐射的高效收集、热量传递与综合利用,关注聚光方式、吸热器结构及环境条件对集热性能和热损失的影响。围绕腔式吸热器、热管传热与温差发电,探索太阳能向热能和电能转换的系统方案;同时关注光伏光热综合利用,通过合理组织冷却与热量回收,兼顾光伏发电性能和有用热能输出,拓展太阳能在供热与发电中的应用。
未来将探索相变储热与温差发电的联合设计,使波动热源得到更有效的利用,并拓展太阳能集热、储热与供能相结合的系统方案。面向电池及工业过程,进一步研究持续运行和变化负荷下的温度控制,兼顾热量利用效率与设备可靠性。
系统综述汽车尾气温差发电,讨论热量回收、器件与换热设计,以及系统集成和净能量收益等问题。
理论研究利用辐射屏调控热损失、提高温差发电系统性能的方法,面向工业高温余热回收。
数值研究带翅片相变储热单元中的传热与熔化过程,分析热辐射及结构参数对储热性能的影响。
综述相变材料用于动力电池热管理的强化方法,讨论导热性能、储热能力恢复及与其他冷却方式的配合。
以波动热源与温差发电装置之间的相变缓冲层为对象,揭示特定条件下相变与自然对流可能放大局部温度波动,说明动态热管理需要考虑具体结构和运行条件。
提出并通过理论分析评价集成菲涅耳透镜、腔式吸热器、热管与温差发电器件的太阳能发电方案。
实验研究风速、风向和腔体倾角等因素对腔式吸热器对流热损失的影响,为太阳能集热装置设计提供依据。
数值研究空气冷却通道位置对光伏光热系统传热、光伏发电及热量回收性能的影响,体现太阳能电热综合利用研究。