新型非贵金属碳材料的开发及其氧还原性能研究

高效碳基非贵金属氧还原催化剂的开发是燃料电池突破高成本壁垒,实现商业化应用的关键。本文以金属有机框架为前驱体,采用简易的硫化-烧结处理工艺设计获得了一种新型钴/氮掺杂的多孔碳材料。通过对制备工艺进行优化,提高了材料的氧还原催化活性,分析获得了材料的微观结构与氧还原性能之间的相互影响规律,为非贵金属催化剂的开发提供了参考依据。实验结果表明:前躯体包含Zn时,经过900℃高温热解,衍生的催化剂展示了与商用铂碳催化剂媲美的氧还原反应活性、优异的稳定性和良好的抗甲醇能力,其起始电位为1.009 V,半波电位为0.864V,极限电流密度为5.310 mA.cm^-2。     

应用格子Boltzmann方法研究颗粒横掠管束的沉积过程

烟气中灰尘颗粒在换热器管束表面的沉积对换热器性能有较大影响,研究颗粒在管束上的沉积规律有较大的应用价值。本文应用格子Boltzmann与格子气自动机的耦合模型模拟了颗粒随流场的运动,并采用该模型模拟了颗粒在单排管束表面的沉积现象,得到了直径为5μm和10μm的颗粒在管子上的沉积形貌。接着模拟了直径为10μm的颗粒在顺排和叉排管束表面的沉积形貌,结果显示前排管束只在背风面发生沉积,而后排管束在迎风面和背风面同时发生沉积,且顺排管束上的颗粒沉积较多。因此,叉排布置有利于减小积灰。本文的研究可以展示颗粒沉积的规律,并为含尘烟气换热器的设计提供指导。