在热化学储能体系中,基于钙循环的储热技术具有明显优势,但吸附剂的烧结问题使得碳酸钙/氧化钙之间的转化率随循环次数增多而急剧降低。碱金属盐可以有效提升吸附剂的循环稳定性和对二氧化碳的吸附性能,但其所发挥的作用效果取决于存在相态和在吸附剂表面的铺展程度。因此,研究碱金属盐在吸附剂表面的熔化与铺展特性具有重要意义。本文采用分子动力学方法,选取硫酸钠作为典型的碱金属盐,从微观角度研究硫酸钠在氧化钙表面的熔化与铺展过程,为高效利用钙循环储能系统提供理论依据。首先,通过建立具有空位缺陷的氧化钙表面,讨论空位缺陷和温度对硫酸钠铺展特性的影响,其中缺陷类型可分为钙原子缺陷和氧原子缺陷,缺陷浓度分别为0%、3%、5%,温度依次为800 K、900 K、1000 K、1100 K。氧化钙表面存在空位缺陷时,由于非电中性的表面对硫酸钠产生极化作用而使其铺展特性受到抑制,缺陷浓度越大,硫酸钠的铺展程度越差。同时,无论氧化钙表面缺失钙原子或氧原子,空位缺陷对硫酸钠铺展特性产生的影响完全相同。此外,硫酸钠在氧化钙完整表面与缺陷表面的铺展特性随温度的变化规律正好相反。在氧化钙完整表面,温度越高,硫酸钠的铺展特性越好;而在缺陷表面,温度越高,其铺展特性越差。其次,对硫酸钠在氧化钙表面的熔化特性进行研究,讨论升温速率和空位缺陷的影响,其中升温速率分别为0.25 K/ps、0.50 K/ps、1.00 K/ps,表面的空位缺陷与研究铺展特性时完全相同。硫酸钠在熔化过程中均存在表面预熔化现象,并且熔化由表面逐渐向内部扩展。同时,无论氧化钙表面缺失钙原子或氧原子,硫酸钠在表面的熔化特性完全一致。升温速率越高,硫酸钠的非平衡熔化温度越高;氧化钙表面的空位缺陷浓度越大,硫酸钠的非平衡熔化温度越低。对于升温速率,较高的升温速率使得硫酸钠受热不均而出现过热现象,导致熔化温度升高。对于空位缺陷,氧化钙表面存在空位缺陷时将对硫酸钠产生极化作用,增强了表面对硫酸钠的相互作用,使得晶格稳定性降低,最终导致熔化温度降低。最后,本文研究了当系统中存在惰性载体氧化镁时,硫酸钠在氧化钙与氧化镁共同形成的异质表面的铺展过程。由于存在能量梯度,熔融硫酸钠在异质表面铺展时会发生迁移现象,具有向氧化钙表面迁移的趋势。同时,铺展过程分为上升铺展阶段、下落铺展阶段和平衡铺展阶段。此外,硫酸钠与异质表面之间的相互作用能高于硫酸钠与纯氧化钙表面之间的相互作用能,硫酸钠的迁移行为产生了额外的增强效应。