大型回热换热器的降温实验

大型低温配件的降温试验复杂和多变,文中针对大型回热换热器的降温进行了研究。将回热换热器置于特制的冷箱内,利用液氮作为冷源,氦气做为载冷剂为换热器提供降温条件;隔膜压缩机为循环氦气提供循环压力。试验前将换热器上面布置9支传感器,传感器所采集的数据自动记录并保存在上位机内,同时绘制降温曲线,为大型回热换热器的降温研究提供了数据。     

液压蓄能器隔膜在动荷载下应力响应研究

应用有限元方法建立了液压蓄能器橡胶隔膜动荷载作用下的有限元模型.将蓄能器隔膜与钢壁封闭的曲面作为控制面,通过坐标在控制面内积分得到氮气腔的控制体积.控制体积内根据理想气体热力学方程可得氮气压力.假定橡胶为不可压缩、各向同性材料,选用Ogden超弹本构模型作为橡胶材料模型,并通过单轴拉伸试验确定了材料模型的参数.通过计算得出了蓄能器橡胶隔膜在氮气压力及油压的动荷载冲击下的变形和应力响应.从结果中分析出导致橡胶隔膜发生破坏的原因,对原橡胶隔膜的形状和尺寸进行了修改,并通过计算验证得出了满足材料强度的橡胶隔膜模型.     

基于Co-N-C改性隔膜的高性能锂硫电池

设计制备了一种钴嵌入式叶片状氮掺杂碳(Co-N-C)材料改性隔膜用于锂硫电池,借助高分散单质钴提供的活性位点实现对正极侧中间产物多硫化物的化学锚定,抑制其溶解导致的穿梭效应;利用氮掺杂碳材料的微纳结构加快离子传输速率,提高电化学反应动力学,使改性隔膜实现吸附-催化协同作用。实验结果表明,采用此改性隔膜组装的锂硫电池,首圈比容量高达1408 mAh/g,且在1 C倍率下稳定循环400圈,衰减率仅为每圈0.05%,电池性能明显提升。     

中空碳双面修饰的隔膜在高性能锂硫电池中的应用

为减少多硫化锂(LIPs) “穿梭效应” 及锂枝晶对锂硫电池的影响,采用刮涂法制备中空碳材料修饰隔膜。接触角测试表明修饰隔膜对 LIPs具有更强的吸引力, 其对 LIPs “穿梭” 的有效抑制也可以通过渗透性实验进一步得到印证。在隔膜的正极对称电池测试中, 电流响应显示中空碳材料的催化使 LIPs快速转化为Li₂S。通过隔膜的负极对称电池测试发现修饰隔膜呈现出更稳定的电压-时间曲线。为证明隔膜修饰对锂硫电池性能改进的效果, 分别采用聚丙烯(PP)隔膜、单面改性和双面改性的 PP隔膜组装成纽扣电池并进行电化学测试, 其中电极材料的硫负载量为 1.8~2.0 mg·cm^-2。GITT(恒电流间歇滴定法)测试和锂离子扩散系数计算表明, 改性隔膜的离子传输更快且阻抗较小。通过分析第 1、5、10、50及 100次的充放电循环阻抗谱图发现, 中空碳材料的多通道能够为锂离子的传输提供更多的通道, 因此能够使锂离子具有更加稳定的扩散行为。在电流密度为 0.2 C时, 由双面改性隔膜组装的锂硫电池在首次充放电时有 1 035 mAh·g^-1的可逆比容量, 700圈后仍有 500 mAh·g^-1的高比容量,并在高硫负载时表现出 500 mAh·g^-1的可逆比容量。双面修饰隔膜赋予了锂硫电池优异的电化学性能, 这是由于中空碳材料的修饰加速了 LIPs的转化和吸附, 有效缓解了 LIPs的穿梭效应, 且对锂枝晶有很好的抑制作用, 提高了锂硫电池的安全性。     

多功能锂硫电池隔膜

锂硫电池具有远超锂离子电池的高理论比容量（1675 mAh ·g^-1）,并且兼具硫资源丰富、生产成本低廉以及环境友好等优势。然而,多硫离子的穿梭效应造成金属锂负极钝化、引起电池容量和库仑效率下降、循环稳定性变差等严重问题,限制锂硫电池的实际应用。从正极和负极之间的隔膜层出发,引入多硫离子穿梭的阻挡层被认为是极为有效的研究策略。这些研究策略在缓解多硫离子穿梭、提高活性物质利用效率、延长循环寿命和循环稳定性方面具有显著效果。本文分类综述了近年来锂硫电池隔膜功能化的研究进展,并对未来隔膜功能化的研究趋势进行了预测。     

Gas Permeation Properties of Organic-inorganic Ultrathin Membranes

Recently, a great interest has been noted in the synthesis of inorganic membranes for gas separation. One of the candidates is a carbon molecular sieve （CMS） membrane, which is synthesized by the pyrolysis of a polymer. However, CMS membranes are very brittle and fragile. Additionally, it requires more careful handling and it is very difficult to prepare a thin CMS membrane because of its poor mechanical property. Therefore, the gas permeances of CMS membranes were not very high.     

Improved Performance of Sulfonated Polyarylene Ethers for Proton Exchange Membrane Fuel Cell

The proton exchange membrane （PEM） is one of key components in fuel cell system. Its properties are very important in determining PEMFC performance. The membranes presently used in fuel cell are perfluorosulfonic polymaers, such as Nation from Dupont. Although they have high proton conductivity and excellent chemical stability, their too high production cast and methanol permeability lead to failure of fuel cell applica- tion. Therefore, various partially fluorinated and non-fluorinated polymer electrolytes are under development for PEMFC application since one decade. In the middle of non-fluorinated polymer electrolytes, sulfonated poly（arylene ether）s display high thermal stability, good mechanical properties and exceptional resistance to oxidation and acid catalyzed hydrolysis. They have been regarded as well-suited proton exchange membrane candidates for fuel cells.     

定制电解液或隔膜实现锂离子各向异性输运从而抑制枝晶生长：相场模拟研究

电池内部不可控的枝晶生长问题严重地影响着电池的循环性能和安全性能,这对于锂金属电池的实际应用是一个严峻的挑战。尽管已有较多的实验和理论研究工作聚焦于电极间锂离子各向异性输运特性对枝晶形貌的影响,但仍有一些开放性的问题有待进一步研究,例如,如何将枝晶生长的动态演变与电解液性质、电势分布或隔膜多孔结构诱导的锂离子各向异性输运关联起来。我们通过将锂离子在电解液中的扩散系数(DL)表示为二阶张量的形式并进行相场模拟,发现D_yy:D_xx比值的增加,以及电势诱导的电极/电解液界面锂离子快速扩散层均可以降低界面处锂离子浓度梯度和电势梯度,从而减弱枝晶生长的驱动力。我们还发现隔膜基体与y方向之间夹角的增大也会显著促进电解质中的锂离子各向异性输运特性,以利于抑制枝晶生长。籍此本文提出设计D_yy:D_xx=10:1的电解液和基体倾斜角为arctan (0.5)的隔膜用于锂金属电池。该相场研究有望为设计具有抑制枝晶能力的电解质或隔膜提供指导。     

试论烧碱蒸发工艺及节能改造

本文分析了隔膜法烧碱装置三效顺流部分强制循环蒸发工艺中影响蒸汽消耗和产量的主要因素:蒸汽压力,末效蒸发器真空度。三效顺流部分强制循环与三效四体两段蒸发工艺存在蒸汽消耗高的问题,建议将生产30%碱液装置改为生产42%或50%的碱液装置,并将三效顺流部分强制循环工艺改造为三效逆流工艺以达到降低汽耗的目的。概述了离子膜法烧碱蒸发及固碱生产技术,分析了离子膜法烧碱蒸发、浓缩工艺采用国产化设备的优势。     

电动汽车-锂离子电池隔膜最新技术进展

电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶的汽车。由于它本身不排放污染气体到大气中,即使按照所耗费的电能换算成发电厂的排放,其排放也远远低于目前的汽油汽车排放。目前电动汽车的车载来源是动力电池,主要有铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等。由于锂离子电池具有能量密度高、充放电循环使用性能优越、无记忆效应和以及电池中的化学物质对地球环境友好等特点,已逐步替代传统铅酸电池、镉镍电池和镍氢电池,成为动力电池的首要选择。