综述：锂离子电池回收拆解方法的优化：策略、挑战与经济分析

这篇综述创新性地探讨了微波辅助加热结合膨胀石墨(EG)对Mg(OH)2/MgO热化学储能系统(TCES)脱水过程的优化，揭示了在300°C下微波加热可使脱水速率提升2倍，能耗降低2.89 kWh/kg，CO2减排1.91 kg，为工业级热储能提供了高效低碳解决方案。

　　

热化学储能系统的革新突破

背景与挑战

在全球碳中和目标驱动下，热化学储能(TCES)因其高达500 kWh/m³的体积能量密度成为研究热点。其中镁基材料Mg(OH)₂/MgO凭借1400 kJ/kg的理论储热能力脱颖而出，但传统电炉加热需350°C高温且耗时长达10小时，严重制约实际应用。

材料创新：石墨的魔法

研究团队创造性引入2 wt%膨胀石墨(EG)，其层状结构使复合材料导热系数提升3倍。扫描电镜显示Mg(OH)₂颗粒完美嵌入EG的蠕虫状孔隙中，形成高效热传导网络。更关键的是，EG的介电常数(ε_r≈18)使其成为"微波天线"，将吸收的电磁能转化为局部热点。

微波加热的颠覆性表现

对比实验显示：

• 纯Mg(OH)₂在300°C微波加热60分钟脱水率仅82%

• 添加2 wt% EG后，20g样品在相同条件下120分钟即完全脱水

• 脱水温度较传统方法降低50°C，速率提升200%

规模化应用的曙光

在40g大样本测试中，微波-EG组合仍保持稳定性能，突破传统加热"体积越大效率越低"的瓶颈。能量分析表明，每处理1kg材料可节省2.89 kWh电力，相当于减少1.91kg CO₂排放，这对占工业能耗40%的中温段(100-500°C)热管理具有重大意义。

机制解密：双重增效

1. 微波选择性加热：EG优先吸收2.45GHz微波，引发OH键共振断裂

2. 热传导增强：石墨网络将热量快速传递至Mg(OH)₂晶格

3. 协同效应：即使脱水产物MgO微波惰性，EG仍持续发热维持反应

未来展望

该技术为Ca(OH)₂/CaO等类似体系提供新思路，下一步需开发连续式微波反应器，并验证100次循环后的材料稳定性。研究者特别指出，4 wt% EG的样品展现更快动力学，但需平衡成本与性能，这将成为工业化设计的关键参数。