微生物阳极燃料电池极性反转现象研究

本文在构建出微生物阳极燃料电池系统的基础上,研究了微生物燃料电池极性反转现象. 实验表明,由活性污泥混合菌源接种的微生物阳极在电极表面形成电化学生物膜,但平行构建的微生物阳极燃料电池系统在内阻、输出电压和放电时长等方面存在着不同程度差异. 在串联微生物燃料电池组中,放电操作会导致性能较差的微生物单电池首先出现极性反转. 电极电势测量表明,较高的放电电流使微生物阳极电势迅速正移,导致电池系统出现极性反转. 在室温范围内,温度升高可使MFC承受较高的放电电流,不易发生极化. 燃料物质缺乏时,MFC易发生极性反转,但过高的电流仍能使燃料物质充分的MFC出现极性反转. MFC极性反转会对微生物阳极性能造成影响. 极性反转时间较短(<5 min),对微生物阳极影响不大,但延长极性反转时间,会导致微生物阳极性能下降.     

电场和应力作用下氮钝化扶手型氧化锌纳米带的电子结构和磁特性

采用密度泛函理论(DFT)方法,在LDA+U水平下详细研究了电场和应力作用下氮钝化扶手型氧化锌纳米带(NA8-ZnONRs)的电子结构和磁特性。对体系的电子结构和磁性进行详细的计算,结果表明：本征扶手型氧化锌纳米带(A8-ZnONRs)是无磁性P型半导体。氮钝化后NA8-ZnONRs具有铁磁金属性,其磁性主要来源于N2p轨道(2.56μ_B)和O2p轨道(0.69μ_B)电子的自旋极化,总磁矩为3.21μ_B。NA8-ZnONRs体系对X方向电场有较强的响应,通过调节X方向电场的幅度,可以有效调节体系的磁矩。在X方向电场作用下体系仍具有铁磁金属性,磁性也主要来源于N2p和O2p轨道电子的自旋极化。施加X方向应力作用后,体系仍表现为铁磁金属性。与NA8-ZnONRs纳米带磁矩相比,体系的总磁矩均发生了较大幅度的增长,表明体系对应力作用具有较明显的相应。但随着应力幅度的调节,总磁矩的变化较平坦。表明施加应力可以有效调节体系的磁矩,但在较小应力范围内,体系对应力变化的相应不明显。     

纤维素纳米晶体手性复合材料:结构色的调控与应用

结构色在自然界中扮演了重要的角色,在昆虫外骨骼、鸟类羽毛以及植物果实中广泛分布.纤维素纳米晶体(CNCs)的水悬浮液达到一定浓度时会自组装形成左旋的手性向列液晶结构,这种手性向列结构在水分挥发后仍能保持并形成光子晶体虹彩薄膜,具有极强的手性和光子晶体的双重性质.膜内的周期性层状结构与光线产生干涉、衍射作用,表现出复杂的...     

钛酸锶(SrTiO3)低温时的自发极化

对自由能取极小可得到一系列方程,原则上可以确定任意系统相变时的行为.在105K SrTiO3发生立方一四方的反铁畸变,考虑量子效应,从吉布斯自由能形式出发,计算了介电常数,并讨论低温时的居里一外斯行为.     

碳基和氮化物基涂层的摩擦-腐蚀交互行为的原位研究

海洋装备大量关键金属运动部件同时承受摩擦与腐蚀作用,其表面防护涂层在海水环境下的抗磨擦-腐蚀性能成为考察涂层性能优劣的关键.本文中采用摩擦-腐蚀试验机原位实时监测了DLC、Cr-DLC、Cr N与Ti N四种涂层与氧化铝陶瓷摩擦副在人工海水环境下的开路电位和摩擦系数等腐蚀-磨损特性,并采用动电位扫描法测试了四种涂层在腐蚀和摩擦-腐蚀过程中的电化学行为,综合分析了涂层在海水介质中的磨损-腐蚀交互机制.研究结果表明:非晶结构的碳基涂层在海水介质中具有优异的抗腐蚀和抗摩擦-腐蚀性能,其中金属铬的掺入能够进一步提高DLC涂层的抗摩擦-腐蚀性能;而氮化物基涂层的粗大柱状晶结构显著削弱了其在海水环境中的抗摩擦-腐蚀性能.     

阳极负载型SOFC阳极基底厚度对性能的影响

制备不同厚度阳极负载型YSZ薄膜固体氧化物燃料电池 ,并对电池的极化、放电性能进行了测试 .结果表明 ,电池的性能明显受阳极性能的影响 ,阳极过电位大的原因之一是受多孔阳极气体扩散的影响 .降低阳极基底的厚度 ,阳极过电位明显减小 ,电池性能明显提高 .当阳极基底厚度为 0 .5mm时 ,在 80 0℃工作温度下 ,电池的功率密度达到 0 .1 9W·cm- 2 ,较之阳极厚度为 1 .0mm的电池性能提高近 1 .5倍 (0 .1 3W·cm- 2 ) .     

Anomalous Geomagnetic Signal Emphasized before the Mw8.2 Coastal Alaska Earthquake,Occurred on 29 July 2021

A very strong earthquake of magnitude Mw8.2 struck the coastal zone of Alaska (USA), on 29 July 2021. This earthquake was felt around the Gulf of Alaska, on a wide offshore area belonging to USA and Canada. In order to identify an anomalous geomagnetic signal before the onset of this earthquake, we retrospectively analyze the data collected on the interval 17 June–31 July 2021, via internet, at the two geomagnetic observatories, College (CMO)—Alaska and Newport (NEW)—USA, by using the polarization parameter (BPOL) and the strain effect related to geomagnetic signal identification. Thus, for both observation sites (CMO and NEW), the daily mean distribution of the BPOL and its standard deviation (STDEV) are carried out using an FFT band-pass filtering in the ULF range (0.001–0.0083 Hz). Further on, a statistical analysis based on a standardized random variable equation is applied to emphasize the following: (a) the anomalous signature related to Mw8.2 earthquake on the both time series BPOL*(CMO) and BPOL*(NEW); (b) the differentiation of the transient local anomalies associated with Mw8.2 earthquake from the internal and external parts of the geomagnetic field, taking the NEW observatory as reference. Finally, on the BPOL*(NEW-CMO) time series, carried out on the interval 7–31 July 2021, a very clear anomaly of maximum, greater than 1.2 STDEV, was detected on 22 July, with 7 days before the onset of the Mw8.2 earthquake.     

光纤中高斯型伪随机序列码偏振度的理论分析和实验研究

推导了准单色光波情况下高斯脉冲伪随机序列偏振度的简洁数学表达式.理论分析结果表明,偏振度与差分群延迟之间的关系与线路啁啾和光纤色散无关,并且此关系可以由光信号频谱半宽度Δω和分光比γ唯一确定.用10 Gbit/s 7级m序列归零码进行的实验表明:实验结果与理论推导基本一致,从而验证了推导公式的正确性.     

一种新的双偶氮染料掺杂聚合物薄膜的光致双折射及偏振全息的研究

作为一种有可能作为永久信息存储的材料,合成出一种新的双偶氮材料(BA1)。当样品被波长为532nm的光激发时,几乎大部分BA1分子从反-反态转化到顺-顺态,产生了光致双折射。因此,研究了BA1分子掺杂的PMMA薄膜的光致双折射和透过信号与入射光强度的关系。实验结果表明:透过信号强度随着泵浦光的增强而增强。通过偏振态互相平行(SS)和垂直(SP)的两束偏振光用来研究偏振全息存储,结果表明SP光栅形成的衍射信号要比SS光栅的衍射信号强很多。