热化学储能是一种基于化学反应过程的储能系统，其在吸热化学反应期间接收热能，并在放热反应期间释放热能。热化学储能系统利用可吸收或释放热能的化学反应实现热能储存和调配。有三个操作阶段：吸热解离→反应产物的储存→解离产物的放热反应。由于最后一步是重新生成初始物质，所以这一过程可以重复。
热化学储能系统显示出比显热和潜热储能系统更高的存储密度，使它们更紧凑。在存储空间有限或空间成本高昂的应用场景中，这是一个有益的特性。由于热化学储能在存储过程中的能量损失比显热和潜热储能小，热化学储能具有良好的长期存储应用潜力。
热化学储能可根据住宅和商业制冷和供暖应用的工作温度范围进行分类。热化学储能系统将能量储存在稳定的化学材料中，如盐水合物、氨化物、金属氢化物、氢氧化物和碳酸盐。热化学储能系统在可逆反应期间将热能转化为化学势能，从而在材料中储存或释放热量。
表 按工作温度范围的热化学储能分类
按储能过程的机制特点差异，又可分为吸附型和反应型两种类型的热化学储能系统。
吸附型热化学储能机制是怎样的？
吸附是在吸附剂和吸附质之间通过破坏物理和化学键来储存能量的一种表面机制。吸附机理包括两个过程：吸收和吸附。
吸收是在吸附剂和吸附质之间的一个过程。吸收是原子穿透表面，导致一个或两个体相的结构或组成发生变化。吸附质材料被吸附剂材料保留并形成在分子水平上发生的溶液。因此，材料发生膨胀，大量的能量可以储存在原子和分子的共价键中。吸附剂材料可以是固体或液体，吸附质材料可以是气体或液体。
另一方面，吸附是发生在界面上的两相之间的物理过程，在此期间，内聚力与基质分子一起作用。因此，吸附过程发生在吸附剂材料的表面，从而在不干扰内部分子的情况下在吸附剂材料的表面形成一层原子薄层。
吸附过程还包括物理吸附和化学吸附机制。物理吸附过程是基质表面与被吸附物之间的范德华相互作用。而化学吸附是基质与相邻流体相之间的化学结合。
吸附型热化学储能的脱附过程是一个吸热过程。在脱附过程中，热量从外部供应，该过程吸附剂和吸附质解离。所述解离的材料可在室温下单独储存。
吸附型热化学储能的吸附过程是一个放热过程。在吸附过程中，吸附剂和吸附质聚集在一起，在此过程中产生热量。这是一个放热过程，释放的热量可以被利用。
吸附材料的重要特征是反应热、吸附剂和吸附质之间的亲和力、较高的热导率和材料的稳定性。此外，这些材料应具有低毒和无腐蚀性。
反应型热化学储能机制是怎样的？
基于反应的热化学储能系统通过不吸附的可逆化学反应储存能量。与吸附型热化学储能系统相比，反应型热化学储能系统具有更高的能量存储密度，更宽的工作温度范围，可以在环境条件下存储能量。
基于反应的热化学储能是一个分步过程，其中热能分别通过可逆吸热和放热反应存储和利用。能量以化学键的形式储存。基于反应的热化学储能循环，包括反应吸热、储存和反应放热三步过程。
热化学储能循环的第一步是反应吸热，通过吸热反应进行，反应需要的热量通过太阳能集热器提供给热化学材料。在吸热反应过程中，热化学材料AB分解为产物A和B。其详细过程为：首先将热化学材料AB预热至解离温度，吸热反应随之发生，此时系统的能量随着反应焓的增加而增加。
热化学储能循环的第二步是储存，将反应完成后的系统冷却到存储温度，回收显热后，产品（A、B）分开存放。在贮存过程中，它们的化学势没有变化。
热化学储能循环的第三步是反应放热，在这一过程中，产物A和B结合，再生成AB，存储的能量通过放热反应释放出来。
热化学储能的潜在应用场景
储能在分散能源供应中起着重要作用。根据有关资料显示，建筑行业（住宅和商业）使用了27%的能源，其中大部分用于空间冷却或空间/水加热应用。这些能源需求属于低温和中温类别。基于吸附和反应的热化学储能的基本原理可应用于季节间储热应用，用于储存低温和中温热量。热化学储能系统有潜力在集中供热、生活用水加热、热舒适以及空间冷却等领域开发成本效益高的系统。由于其环境效益和较小的热损失，热化学储能可以成为一种有效且价格合理的解决方案，以连接能源供应和需求。热化学储能和热电联产系统的组合是分散能源的有效解决方案。根据能源需求和成本，可以提供存储的能源以匹配峰值能源需求。
储热材料作为关键介质，是储热技术应用的核心。《储热材料及应用》以相变储热材料为重点，介绍了高性能相变储热材料的制备、热物性调控及其相关应用技术。共分为储热材料制备和储热材料应用上下两篇共12章。内容包括：绪论、有机/无机定形复合相变材料、无机/无机定形复合相变材料、有机/聚合物定形复合相变材料、复合相变材料的导热系数模型、相变微胶囊与相变料浆、相变材料乳液、储热材料在建筑节能领域的应用、储热材料在动力电池热管理领域的应用、储热材料在电子散热及热防护系统的应用、储热材料在生物医疗领域中的应用、储热器在热泵及太阳能领域的应用。该书可供化工、能源及材料等领域的科研与工程技术人员阅读，也可供高等学校相关师生参考。
