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本发明提供了一种基于多孔疏水膜的三相热化学储热装置，包括：吸收/吸附反应器，包括第一绝热外壳、微针肋阵列板组件和多孔疏水膜，在所述微针肋阵列板组件与多孔疏水膜之间形成吸收/吸附剂通道，在所述吸收/吸附剂通道内设置储热介质；冷凝器/蒸发器，设置于所述吸收/吸附反应器上方，所述多孔疏水膜将所述吸收/吸附剂通道与冷凝器/蒸发器内部空间隔开；储液罐，通过泵液管道和排液管道与所述冷凝器/蒸发器相连。本发明所述的基于多孔疏水膜的三相热化学储热装置，利用微针肋阵列板组件和多孔疏水膜，实现三相化学储热，提升储热密度与储放热反应速率，同时避免了液态的储热介质进入冷凝器/蒸发器，便于控制，吸热、放热工作稳定。