[发明专利]熔盐组合物

说明书

【技术领域】

本发明涉及熔盐组合物，更特别涉及熔盐组合物在太阳能热能发电方面的应用。

【背景技术】

太阳热能发电系统需大量熔盐，以作为热能介质。熔盐成本占热储存系统的40~50%。换言之，若能提升熔盐性质如降低其熔点、增加其比热、及增加其稳定性，则可降低发电成本。

目前市售熔盐包括硝酸盐组合物包含60wt%的NaNO₃与40wt%的KNO₃，其熔点为220℃，25℃的比热(热容量)为1.3398J/gK，而350℃的比热为1.55J/gK。市售熔盐如Dow所售的硝酸盐组合物，包含53wt%的KNO₃、7wt%的NaNO₃、与40wt%的NaNO₂，其熔点为142℃。市售熔盐如Dow所售的硝酸盐组合物，包含45wt%的KNO₃、7wt%的NaNO₃、与48wt%的Ca(NO₃)₂，其熔点为120℃。

美国专利7,588,694披露的硝酸盐组合物包含13wt%至21wt％的LiNO₃、9wt%至18wt%的NaNO₃、40wt%至52wt%的KNO₃、及20wt%至27wt%的Ca(NO₃)₂，其熔点<100℃，热稳定性>500℃。美国专利7,922,931披露的亚硝酸盐和硝酸盐组合物包含LiNO₃、NaNO₃、KNO₃、NaNO₂、及KNO₂，其中Li占20mol%至33.5mol%，Na占18.6mol%至40mol%，K占40mol%至50.3mol%，NO₃占36mol%至50mol%，而NO₂占50mol%至62.5mol%，其熔点介于70℃至80℃之间。

综上所述，目前熔盐的开发多以降低熔点与提高热稳定性为重点。然而在太阳热能发电的应用中，熔盐的比热(热容量)比熔点更重要。举例来说，若能使熔盐比热加倍，则相同用量的熔盐所能储存的热能亦加倍，可大幅降低太阳热能发电的成本。换言之，目前亟需高比热的熔盐组成。

【发明内容】

本发明一实施例提供一种熔盐组合物，包括：15wt％至26wt％的LiNO₃；12wt%至21wt%的NaNO₃；43wt%至53wt%的KNO₃；以及3wt%至29wt%的Ba(NO₃)₂或2wt%至10wt%的CsNO₃。

【具体实施方式】

本发明一实施例提供的熔盐组合物包括：15wt%至26wt%的LiNO₃；12wt%至21wt%的NaNO₃；43wt%至53wt%的KNO₃；以及3wt%至29wt%的Ba(NO₃)₂或2wt%至10wt%的CsNO₃，也就是(1)LiNO₃、NaNO₃、KNO₃、与Ba(NO₃)₂的组合物；以及(2)LiNO₃、NaNO₃、KNO₃、与CsNO₃的组合物。上述熔盐组合物具有高比热(>1.5J/gK)与宽广的流体范围(熔点为约110℃至130℃，热稳定温度高达550℃至570℃)，适于作为热传介质与热储存介质，以应用于太阳热能发电，或搭配传统发电如火力发电或核能发电等，请参考Hybrid Solar Thermal Power Plant(资料出处：the World Bank)。值得注意的是，若熔盐组合物中某一盐类的比例超出上述范围，即可能劣化熔盐组合物的物性，比如降低比热或缩减流体范围。

为了让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举多个实施例作详细说明如下：

【实施例】