高温共电解H2O/CO2制备清洁燃料

高温共电解(high temperature co-electrolysis,HTCE)H2O和CO2技术是一种很有前景的清洁燃料制备和CO2减排新技术。该技术可利用可再生能源或核能提供的电能和高温热,通过高温固体氧化物电解池(solid oxide electrolysis cell,SOEC)将H2O和CO2共电解生产合成气(H2+CO),再将制备的合成气用于生产各种液态碳氢燃料。本文详细介绍了利用高温固体氧化物电解池共电解H2O和CO2制备合成燃料的基本原理、发展历程和目前世界各国的研究进展,对该技术的优势和特点进行了分析,并对该技术在关键材料、反应机理等方面存在的问题进行了总结和讨论,最后对其在新能源技术领域的应用前景作了展望。     

铬焚烧中CrO_3 H_2CrO_2 H_2O反应机理研究

本文从量子化学角度研究了在含铬物质焚烧的反应中CrO3 H2(?)CrO2 H2O反应机理。通过Gaussian 98软件计算,优化得到各反应物质的几何结构以及体系的内部反应路径,得出该反应体系为两步反应:首先由CrO3 H2经过一个过渡态生成中间体HCrO3 H,然后由中间体HCrO3 H经过一个过渡态生成CrO2 H2O。通过反应物和产物的活化能比较,得出该反应体系更易于正向反应发生。     

操作条件对DMFC阴极电化学阻抗谱参数的影响

通过降低阴极催化剂载量强化了阴极氧还原反应的电化学极化, 测量了不同操作条件下直接甲醇燃料电池(DMFC)的极化曲线和交流阻抗谱,并提出了改进的等效电路模型LR(CR)(QR(LR))用以分析温度、空气流量和甲醇流量对DMFC阴极电化学反应和传质极化过程的影响. 研究结果表明, 提高工作温度会导致更多的甲醇渗透到阴极, 加大阴极氧气还原反应的电荷转移电阻; 只有采用大的空气流量,才会有效地防止水淹, 加大氧气向催化剂层的传质, 促进阴极反应的进行; 适当提高甲醇的流量可以促进阳极和阴极电化学反应的进行, 但是过高的甲醇流速可能会降低电极表面的温度, 加剧甲醇的渗透.     

分光光度法测定萃余液中氯仿浓度

用NaOH-吡啶比色法可以测定水或某些废水中的微量CHCl3浓度,但测定N,N-二甲基甲酰胺(DMF)废水经CHCl3萃取DMF后的萃余液中CHCl3浓度时,DMF对显色的有严重的干扰。采用蒸馏预处理后,再用比色法测定蒸馏所得的馏液中CHCl3浓度的方法,可以消除废水中DMF对显色的干扰。研究了水样中DMF浓度、蒸馏汽化率等因素对比色时显色的影响,建立了蒸馏-比色法测定DMF废水萃余液中微量或大量CHCl3浓度的分析方法。对含10g/LDMF水样的测定,CHCl3的线性范围为0～0.75g/L;与顶空色谱法测定结果对比,测定CHCl3浓度为5g/L和0.16g/L水样的相对误差分别为2.1%和1.2%;对CHCl3浓度为0.575g/L的水样进行7次平行测定,相对标准偏差为6.6%。对含DMF<15g/L水样的分析,结果令人满意。     

粒径可控球形TiO2的制备

在正丙醇与水的混合溶剂体系中以Ti(SO4)2为前驱物制备得到了粒径分布窄,分散性好的球形TiO2.对表面活性剂种类及用量,反应物浓度及焙烧温度和时间等影响因素进行了研究,结果表明,在正丙醇与水的体积比为1∶1的条件下,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂,温度为70-90℃时可制得粒径分布窄、分散性好的高质量的球形TiO2颗粒.通过TG-DSC、SEM、XRD等分析表明,颗粒粒度大小及粒径分布受表面活性剂浓度和反应前驱物浓度影响大;物相间的转化主要由焙烧温度和时间来决定.并引入LaMer模型对颗粒形核、长大的过程进行理论说明.     

BaO-Al2O3-B2O3系密封玻璃的结构与性质

The BaO-Al₂O₃-B₂O₃ glasses manufactured for solid oxide fuel cell(SOFC) sealing were studied. The effect of different n_BaO/n_B2O3 on crystal, thermal properties, density and infrared spectra of this system has been discussed. The results show that the trends of crystallization, glass transformation temperature, dilatometric softening temperature and density increase with n_BaO/n_B2O3 values. But a typical property deviation occurs when n_BaO/n_B2O3 is 0.875, and its coefficient of thermal expansion has the maximum at this point. The changes of properties can attribute to the conversion of boron from tetrahedral coordination to trigonal, breakage of the local glass network and interaction between the network modifiers. These can be proved by infrared spectra of glasses. Thermal properties of some studied samples are suitable for the sealing of SOFC using Sm doped ceria electrolyte and operating at 400～600 ℃.     

二烷基二硫代次膦酸的合成

以PSCl3和卤代烷为原料,经格氏反应、硫化和酸化合成了用于镧/锕分离的4个萃取剂--二烷基二硫代次膦酸,其结构经NMR,IR和MS表征.     

车用燃料电池启停工况性能衰减

车用燃料电池(质子交换膜燃料电池)技术经过二十余年的持续研发和不断突破,使得燃料电池汽车性能基本满足了商业化指标,并成为当前备受瞩目的新能源汽车。然而,质子交换膜燃料电池伴随实际车况变化会经历燃料供应、湿度、温度、电流、电压等复杂循环过程,造成燃料电池的关键材料衰减加速,并且车用燃料电池的耐久性问题棘手且涉及面广。本文针对车用燃料电池的启停工况,归纳分析了启停工况下燃料电池的研究过程、衰减机理、实验论证、建模分析,并从燃料电池系统管理角度分析了启停衰减的缓解策略。通过对已有启停工况下质子交换膜燃料电池性能衰减失效的梳理,提出了本文的观点、分析和解释。     

锂离子电池高容量合金基含锂负极材料的研究进展

现有的以石墨为负极的锂离子电池能量密度逐渐接近其理论极限. 基于合金化反应机制的高容量含锂负极材料Li_xM_y(M为能够和锂发生合金化反应的元素)是一类新兴的负极材料, 具有数倍于石墨的储锂比容量, 且可以为电池提供活性锂源. 这些特性使其能够与高容量无锂正极材料(如S, O₂, FeF₃和V₂O₅等)相匹配, 构建下一代高比能锂离子电池新体系. 本文综述了近年来高容量合金基含锂负极材料(如Li_xSi, Li_xSn, Li₃P和Li_xAl基系列材料)的研究进展, 分析了所面临的挑战, 概述了材料的合成与电极的制备方法, 并介绍了它们在常规锂离子电池、 锂离子-硫电池及锂离子-空气电池等多个全电池体系中的应用实例, 提出并举证了其电化学性能优化与调控的策略, 最后展望了未来的研究方向.     

液态铅铋合金横掠管束对流换热数值计算

直流螺旋管式蒸汽发生器具有结构紧凑和换热系数高等优点,能够进一步提高液态金属反应堆的紧凑性和经济性。此时蒸发器壳侧为液态金属横掠管束流动,而在可查阅文献中专门针对液态金属横掠顺排管束的换热关系式却很有限。本文采用SST k-ω模型和湍流普朗特数模型数值研究了液态铅铋合金横掠顺排管束的流动和换热特征。首先采用前人的实验结果对数值模型进行了验证,模拟结果与努塞尔数实验值偏差小于8%。研究了普朗特数、雷诺数以及管束结构对液态金属横掠顺排管束换热特征的影响。讨论了不同工况下分子热扩散系数和湍流热扩散系数对于换热的贡献以及传热管周向局部换热特征。最后根据计算结果拟合出了液态铅铋合金横掠顺排管束的努塞尔数公式。