综述：热能储存系统面临的挑战与未来前景：全面综述

热能存储技术通过 sensible、latent、thermochemical 三类系统提升能源效率，分析材料特性及经济性，探讨可再生能源、核能等应用场景，提出解决低导热性、材料老化等挑战的策略，并指出人工智能与材料科学对下一代技术发展的重要性。

　　

摘要

热能储存（TES）在提高现代能源系统的效率、灵活性和可持续性方面发挥着至关重要的作用。本文对当前的热能储存技术进行了系统而全面的综述，重点介绍了这些技术的分类、工作原理、材料选择、集成策略以及新兴创新。与以往仅关注单一储能技术或特定应用的综述研究不同，本文从应用角度出发，统一比较了显热储能、潜热储能和热化学储能系统，并结合了能量方程、效率指标以及多个能源领域的实际项目数据。本文将热能储存技术分为三大类：显热储能系统、潜热储能系统和热化学储能系统。显热储能系统通常在较宽的温度范围内运行，其能量密度相对较低，一般低于200–300 MJ/m3；而潜热储能系统的能量密度适中（200–800 MJ/m3），且运行过程中接近等温状态。热化学储能系统的能量密度最高，可超过5000 MJ/m3，适用于高温应用（800–1000°C）。本文分析了多种储能材料，包括熔盐、相变材料（PCMs）、固体颗粒和化学反应物，这些材料的选择基于其热性能、经济可行性和环境影响。文章还概述了热能储存技术在可再生能源、核能、建筑、区域供暖和工业过程中的应用场景。同时，讨论了诸如导热系数低、材料老化、腐蚀以及系统成本高等关键挑战，并提出了相应的缓解策略。此外，人工智能、材料科学和多功能系统集成方面的最新进展被认为是推动下一代热能储存技术发展的关键驱动力。