Le stockage d'énergie par cristallisation de solution est un type de stockage thermo-chimique de l'énergie, constituant une technologie clé pour réaliser la correspondance entre l'énergie solaire, la chaleur résiduelle industrielle et la demande côté consommateur. Cet article utilise la solution de bromure de lithium comme fluide de travail, met en place un système expérimental de stockage d'énergie par cristallisation de solution à structure alvéolaire, établit un modèle mathématique de transfert thermique et massique, étudie expérimentalement les lois d'évolution du stockage d'énergie par cristallisation, étudie numériquement l'influence de la température de la source de chaleur et de la fraction massique initiale de la solution sur les caractéristiques de transfert thermique et massique, et introduit le nombre de Péclet de transfert massique pour caractériser le mécanisme inhérent entre l'évaporation à l'interface et la diffusion interne. Les résultats montrent : le processus de cristallisation dans une cellule alvéolaire unique peut être divisé en trois phases : concentration de la solution, coexistence cristaux-liquide et déshydratation des cristaux ; lorsque la température de la source de chaleur augmente de 120 ℃ à 140 ℃, les pics de flux de chaleur et de masse passent respectivement de 2.465×10⁴ W/m² à 3.512×10⁴ W/m² et de 1.680 mol/(m²·s) à 2.572 mol/(m²·s) ; lorsque la fraction massique initiale de la solution augmente de 53% à 57%, le flux de masse augmente mais la viscosité accrue limite la diffusion en phase liquide, diminuant ainsi le coefficient de transfert massique ; lorsque le nombre de Péclet de transfert massique est supérieur à 1, c’est-à-dire que l’évaporation à l’interface est plus forte que la compensation par diffusion interne en phase liquide, le bromure de lithium a tendance à s’accumuler à l’interface gaz-liquide et induit une cristallisation préférentielle. Cette étude peut fournir une base théorique pour l’optimisation du transfert thermique et massique de l’unité de stockage d’énergie par cristallisation de solution à structure alvéolaire.

cellule alvéolaire; bromure de lithium; cristallisation de solution; stockage d'énergie