课题组对ORC中HFO混合工质R1234zeE/R32用于ORC中的热稳定性问题进行了实验研究和理论分析。该研究成果在《Journal of Thermal Science》上发表，题为“Experimental and theoretical study on thermal stability and pyrolysis mechanism of R1234ze(E)/R32 mixtures as the working fluid for organic Rankine cycle”

本文研究通过实验确定了R1234ze(E)/R32的热解温度和热解产物。通过ReaxFF-MD和DFT研究了R1234ze（E）分子、R32分子及其二元混合物（R1234ze（E）/R32）的热解机理。讨论了温度、压力和比率对二元混合物热解的影响以及两种工作流体的相互作用。得出了几点重要结论：

（1）R1234ze（E）的热解温度范围为230-250℃，R32为270-290℃，R1234ze（E）/R32混合物为230-250℃。R1234ze（E）的质量分数增加降低了混合工质热稳定性。所有实验系统的主要气体产物是HF、CF4、CHF3。

（2）在所有模拟温度下，R32的热解速率都较慢，其分解有两个初始途径，其中C-F键的裂解比C-H键更难。R1234ze（E）的热解率明显高于R32，R1234ze（E）的分解通过六个主要途径进行。C-C键分裂（路径7）在所有反应中的能量屏障最低，CF3自由基和C2H2F自由基在模拟系统中占据主导地位。热解的主要产物是所有模拟系统中的HF。

（3）混合工质中的R1234ze（E）可以显著促进R32的分解，而添加R32对R1234ze（E）的分解有轻微的抑制作用。R1234ze（E）分解产生的CF3自由基显著降低了R32分解的能量屏障，并提高了R32的分解率。此外，混合物中压力的增加和R1234ze（E）比的增加对混合工作流体的热解有显著的促进作用。

    此研究可以为ORC中HFO混合工质的应用提供数据支持。

文章链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s11630-023-1790-2

作者信息：Liu Jinyu，Liu Yu，Liu Chao*，Xin Liyong，Yu Wei