低温通量电容器在先进分子与能量储存应用中的研究

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氧气、氢气、天然气、氮气、氩气等流体物质的高效储存与传输在多个工业领域和应用中至关重要。分子通常以低压低温液体或高压气体形式储存。液化气体具有高能量密度和体积密度，但需要复杂的储存系统以限制蒸发损失，在失重环境下需要持续调节，且不适用于坦克方向突然改变的高动态工况。大多数低温液体储罐采用复杂的嵌套结构以提高热性能，导致体积大、质量重，难以制成符合结构形状的储罐。相反，高压气体储瓶不受方向影响，可在室温下保存，但需要厚壁结构以承受高压，气体储存的能量密度显著较低。这两种方案通常根据系统需求进行权衡，但很少有实际方案能同时提供两者的优势。低温通量电容器（CFC）技术采用纳孔气凝胶复合材料，通过物理吸附过程在中等压力和低温条件下，以分子固态形式储存大量流体分子。基于其设计架构，CFC装置可根据运行需求快速充放电。介绍了三个CFC应用领域：CFC-燃料（氢气和甲烷等燃料）、CFC-冷却（氮气和氩气等惰性冷却流体）和CFC-生命保障（氧气或呼吸空气）。给出了不同气凝胶复合材料中物理吸附的数据，包括质量和体积参数。

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