液化空气储能作为压缩空气储能的一个重要研究方向，将压缩空气液化，可将储能密度提高一个数量级，适用于可再生能源的大规模储存。液化空气与大气环境存在温差（200℃）而具备冷能，通过电能与冷能的相互转换可实现蓄电和发电。适用于太阳能、风电等可再生能源的大规模储存，应用前景广阔。目前，液化空气储能系统在液化空气气化时不储存释放的冷量，导致储能效率低（<20%），投资回收期长（10年），还不能投入商业应用。本项目提出了开-闭耦合式斯特林热功转换机构，引入了基于多孔材料的回热器结构，实现冷能的蓄存和释放，以实现液化空气中冷能和压力能向电能的耦合转换，从而提高了液化空气系统热功转换效率。针对多孔材料在流体中产生的扰动，引起的流体传热特性和阻力特性变化的问题，建立了气-液界面固相扰动下的两相流动力学模型，研究了多孔材料扰动下的两相流换热特性和流体阻力模型，测量了温度、压力以及传热系数等传热和阻力特性参数，验证了上述动力学模型应用于模拟多孔材料传热和阻力的正确性。针对新型热功转换系统动力学特性不明的问题，建立了耦合冷端模型、热端模型以及回热器模型等子模型的系统动力学模型，模拟了不同负载、转速下系统的动力学特性，分析了气体工作压力、工作温度、活塞扫气比、相位超前角、多孔材料质量和回热器等因素对系统效率的影响。为了开展基于斯特林循环的液化空气储能应用研究，建立了液化空气斯特林热功转换机构及其实验平台。设计和制作了系统的原理验证样机，验证了将上述系统动力学模型应用于分析系统特性的正确性，验证了基于多孔材料的回热器结构对效率的提升作用，为液化空气热功转换系统的设计和效率的优化奠定了基础。为提高储能效率提供了新的思路和可行技术途径。取得成果：（1）在重要学术期刊、国际学术会议上发表学术论文10篇，其中SCI 3篇；（2）申请发明专利6项，其中已授权4项；（3）获得2017年国家科技进步奖二等奖（个人排名第4）。（4）培养博士3名，硕士5名。 2100433B