单气室固体氧化物燃料电池的材料、微堆结构与相关应用

单气室固体氧化物燃料电池（SC-SOFC）是一种整个电池处在单一气室中,阳极和阴极分别对混合气体中的燃料和氧气进行选择催化产生电动势的特殊结构燃料电池. SC-SOFC因其独特的原理和结构而具有无需密封、易于堆叠、可以快速启动和不易发生积碳等诸多优点,有很大的应用潜力. 作者在SC-SOFC的原理和特点的基础上,系统地总结了SC-SOFC所用材料、微堆结构设计、衰退机制及应用方面的研究进展;以提高SC-SOFC微堆的输出电压和功率为目的,改进预混气体环境下运行的微堆结构,采取星型布局的四电池微堆其输出功率提高到420 mW;随后,逐步改进供气方式,结合计算流体力学数值模拟研究,提出了单路多点供气和双路多点供气模式,成功地将单个SC-SOFC微堆模块的输出功率提升到8.178 W,进而开展了微堆模块外部串并联和与燃烧器的结合实验验证. 研究结果表明,SC-SOFC可以很便捷地连接成微堆模块并产生数瓦的输出功率,未来有望用于以供热为主型的热电联供系统. 作者还借助原位电阻和开路电压的原位同步测试,阐明了Ni在CH₄-O₂气氛中的反复氧化-还原循环是SC-SOFC发生不可逆衰退的主要机制,这一发现后来催生出氧化-还原法制备多孔金属的新技术.     

电极界面浓差极化对锂金属沉积的影响

锂金属作为下一代高能量密度电池的理想负极材料受到研究人员广泛关注。然而,锂枝晶生长引起的安全隐患和循环寿命短等问题严重影响了锂金属电池的实用化进程。本文以电化学现象和理论为依据,从浓差极化角度详细分析锂金属电沉积过程中枝晶生长、死锂形成和全电池失效机制,并对目前研究较多的多孔宿主电极中的浓差极化及枝晶抑制进行分析,提出锂金属界面浓差电池现象。本文得到的结论为研究人员更深入地探究锂金属保护策略提供了理论依据。     

花状Cu2O/Cu的水热合成及其光催化性能

以硝酸铜为前驱体, 不采用任何模板, 通过逐步水热法合成了花状Cu2O/Cu复合纳米材料. 用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见漫反射光谱(DRS)对样品进行表征. 结果表明, 花状纳米Cu2O/Cu材料是由长为300-500 nm, 宽为30-70 nm的带状花瓣构成, 在可见光区域有很强的吸收. 复合材料中Cu的含量可以通过反应时间进行调控. 对染料Procion Red MX-5B(PR)的可见光催化降解, Cu能明显提高Cu2O的光催化性能. 当Cu质量分数为27%-71%时, 复合材料Cu2O/Cu的催化活性明显高于单相Cu2O. 与立方体形貌的Cu2O/Cu复合材料相比, 花状纳米Cu2O/Cu复合材料对染料PR有更高的催化降解性能. 且该复合材料有较高的循环回收利用率.     

谈精品开放课程建设与人才培养

我国经历十几年的精品课程建设后取得了一定的成就,精品开放课程建设又将进一步促进我国高等教育质量的提高.本文旨在强调精品开放课程建设与人才培养密不可分的有机联系,提出在精品开放课程建设中应注重学生自主式研究型学习,并以电磁学课程为例就课程教学方法改革提出了一些建议.呼吁精品开放课程建设以学生为本,强调精品开放课程建设与教学改革中理性的回归.     

真空注浆法制备YSZ电解质膜管及其在固体氧化物燃料电池中的应用

以吡啶为分散剂，采用真空注浆法制备出膜厚为0．2mm，长度为140mm的致密YSZ电解质膜管，研究了烧结中温度对样品致密度和离子导电率的影响，用1650℃烧结2h制备的致密YSZ电解质膜管组装成固体氧化物燃料电池，以氢气和煤气为燃料，研究了电池在500－900℃的电化学性能，实验结果表明，用真空注浆法可制备出高质量和高密度的YSZ电解质膜管，在1600℃烧结后，其相对密度已达到理论密度的98．1％，接近理论密度，单电池的开路电压最大值为1．213V，最大输出功率为0．48W，以氢气为燃料的燃料电池性能明显高于以煤气为燃料的电池性能。     

氨基酸在乙醇/磷酸氢二钾双水相体系中分配行为

研究了5种结构和性质各异的氨基酸(谷氨酸,半胱氨酸,苯丙氨酸,赖氨酸,精氨酸)在亲水性有机溶剂乙醇和磷酸盐溶液形成的乙醇/K2HPO4双水相体系中的分配行为及其影响因素。当双水相体系中乙醇的质量分数从22%增加到30%时,半胱氨酸和苯丙氨酸的分配系数明显增大,其它三种氨基酸的分配系数变化幅度不大;当磷酸盐的质量分数从14%增加到22%时,氨基酸的分配系数的变化均不明显;双水相体系的pH值对氨基酸的分配系数影响较大,当pH增加时,5种氨基酸的分配系数均增加,但是当pH约为9.5时,苯丙氨酸、半胱氨酸的分配系数接近相等但与其它3种氨基酸的分配系数相差较多,当pH为6.0~8.0时,苯丙氨酸的分配系数远远大于另外4种氨基酸。氨基酸的支链结构中含有非极性基团将导致其分配系数的增加。     

掺银的Sm0.5Sr0.5CoO3中温固体氧化物燃料电池复合阴极材料的制备与性能研究

采用硝酸盐分解方法在Sm0.5Sr0.5CoO3 (SSC)中掺入少量的银 (Ag), 形成可用于SOFC的多孔阴极材料 (SSC-Agx). 通过X射线衍射测试确定了材料的物相组成; 用SEM观测了中温电解质Ce0.8Sm0.2O1.9表面涂层电极的微结构; 利用电化学极化曲线和阻抗谱研究了这些材料中低温 (500～800 ℃)电化学性能, 确定掺Ag量和烧结温度对阴极电化学性能的影响. 结果表明, SSC在中温区掺20% Ag时具有最佳的电化学性能, 在600 ℃阴极总阻抗是SSC的1/11, 在750 ℃为SSC的1/4, SSC中掺Ag是提高阴极在中温区电化学性能的有效途径.     

中温固体氧化物燃料电池的基本性质测量

介绍了固体氧化物燃料电池的工作原理,测量了中温薄膜固体氧化物燃料电池的开路电压、放电曲线及功率曲线,并分析了电池内阻随电流密度的变化.     

阳极支撑型单气室固体氧化物燃料电池的性能

 使用浆料旋涂法制备了致密氧化钇稳定的氧化锆电解质薄膜,进而组装成阳极支撑型单气室固体氧化物燃料电池. 该电池在CH4, N2和O2混合气氛下运行,可产生很高的输出性能. 在700 ℃时开路电压达到1 V, 最大功率密度达到398 mW/cm2. 在开路状态下,电池的欧姆电阻为0.097 Ω·cm2, 仅为电极阻抗的6.4%, 远小于电极极化电阻. 通过优化电极材料,阳极支撑型单气室固体氧化物燃料电池将具有更优异的输出性能和更广阔的应用前景.     

RC并联电路的交流阻抗谱

交流阻抗谱技术在实际研究中具有广泛应用,利用交流阻抗谱分析了单时间常数和双时间常数RC并联电路的频率特性,给出了单时间常数和双时间常数的复平面阻抗谱特点。