太阳能热发电技术是缓解能源危机改善生态环境的重要技术,但是太阳能存在低密度、不稳定以及间歇性等问题,因此需要配合大规模的能量存储来平衡负载。热能可以通过以下三种不同的方式储存:显热储能、潜热储能和热化学储能。其中热化学储能具有储能密度高、能量品质高、且长期保存无热损的明显优势,非常适合与太阳能热发电系统耦合,解决太阳能的不稳定性。主要的热化学储能体系中,由于Ca（OH）2/Ca O体系具有储能密度大、安全无毒、价格低廉和操作简单等特点,因而在热化学储能领域得到广泛的研究和关注。本文搭建了间接加热式固定床反应器,改变反应床内水蒸气压力,探究了Ca（OH）2/Ca O体系在脱水和水化过程中反应床内的传质、传热性能,将纯Ca（OH）2与可膨胀石墨掺杂,制备复合材料,分析复合材料在脱水和水合过程中的反应性能。在脱水过程中,反应床周边区域的温度高于床中心处的温度。反应床中心处的温度表现为先快速升高,然后出现一个温度平台期,之后温度再次升高,直到稳定在最高温度。当水蒸气压力增大时,反应床层中心处的平台温度升高,且5.6k Pa时,没有平台温度。当床层温度升高到400℃以上时,脱水反应迅速发生。在脱水反应40～90min内,随着水温升高,水蒸气压力变大,反应床的储热容量表现出明显的降低,但当水温/水蒸气压力高于20℃/2.3k Pa时,反应床的储热容量并没有表现出明显变化。在水化过程中,反应床内部温度比反应床周边区域的温度高。随着水蒸气压力降低,反应床层的最高温度下降,当水蒸气压力为20k Pa时,床层温度长期保持在200℃以上。水化过程中,反应前25 min,水化速率很快。随着水蒸气压力的降低,水化速率减慢,反应结束的时间延后,当水蒸气压力为20k Pa时,反应进行60 min时,反应仍未结束。随着水蒸气压力的降低,反应床的总热输出量减小。复合材料在脱水过程中,随着可膨胀石墨掺杂比例的增加,床层温度峰值升高,平台温度持续的时间缩短,反应床的储热容量增加。在脱水过程前40 min,掺杂比例为0.25的复合材料的储热容量为100.7 k J/kg,约为纯Ca（OH）2的储热容量的两倍。在40～90 min内,复合材料的储热容量远大于纯Ca（OH）2的储热容量。水化过程中,随着可膨胀石墨掺杂比例的增加,床层温度峰值略有减小,反应速率加快,反应床的总热输出量增加,但总体增幅不大。水化反应前10 min,在掺杂比例小于0.5时,总热输出量随着掺杂比例增加而增大,在掺杂比例高于0.5时,总热输出量受掺杂比例影响较小。对不同掺杂比例的复合材料的循环稳定性研究结果表明,纯Ca（OH）2和复合材料在脱水过程中摩尔反应分数的变动不大,在水化过程中,纯Ca（OH）2的摩尔反应分数略有减小,而复合材料的摩尔反应分数变化不大。循环过程中,复合材料和纯Ca（OH）2的脱水和水化过程都没有进行完全,且随着可膨胀石墨掺杂量增加,复合材料在转化过程中转化率稍有增加。