太阳能蓄热技术是太阳能热发电的关键技术,但受目前蓄热材料温度的限制,导致了蓄能无法与高温热力循环相匹配,太阳能热发电效率低。同时庞大的蓄热装置成为太阳能热发电系统成本高的一个主要因素,限制了太阳能热发电技术的发展。基于本课题组在中温太阳能与化学链燃烧热化学整合方面的研究,本文提出了一种基于化学链燃烧的固体蓄能工质与发电燃料一体化的新型蓄能方法,重点开展了蓄能材料的研究,以寻找适用于中温太阳能的最佳氧载体材料,并创新性地提出了一种中温太阳能与化学链燃烧整合的冷热电联产系统,拓展了化学链燃烧在太阳能分布式能源系统中的应用。本文研究了二甲醚基的化学链燃烧,采用溶解法制备了Fe-基、Ni-基、Co-基等不同材料,并采用热重分析仪研究了不同材料与二甲醚的反应性,分析了反应温度、材料粒径、反应气浓度等关键参数对材料反应性能的影响,并对材料的积碳性以及循环稳定性开展了研究,初步判断Co-基材料是一种有潜力的固体蓄能材料。为进一步降低还原反应温度,提高反应速率,通过添加助剂的方法进一步改善了材料的反应性能。结果表明,(CoO+PtO21%)/CoAl2O4材料还原反应温度低、反应速率快,具有良好的反应性能,是一种可用于基于化学链燃烧的中温太阳能热发电系统的固体蓄能材料。此外基于燃料化学能与物理能梯级利用原理,提出了一种基于化学链燃烧的中温太阳能热化学冷热电联产系统,推导了太阳能总利用效率的解析表达式；分析了系统的热力性能及关键参数对系统热力性能的影响,同时采用EUD图像火用分析法对系统关键过程的不可逆损失进行了分析研究。研究结果表明,当太阳辐照强度为800W/m2,化学链燃烧还原温度为350℃,燃气轮机入口温度为1000℃,压比为8.8时,系统太阳能总利用效率可达61.6%。本论文提出了一种固体蓄能新方法,寻找出了一种适合中温太阳能蓄能的新材料,同时基于化学链燃烧的新型冷热电联产系统为太阳能热利用提供了一种新途径。