Modeling and Experimental Study of PEM Fuel Cell Transient Response for Automotive Applications

This paper presents an analysis of the dynamic response of a low pressure proton exchange membrane (PEM) fuel cell stack to step changes in load, which are characteristic of automotive fuel cell system applications. The goal is a better understanding of the electrical and electrochemical processes when accounting for the characteristic cell voltage response during transients. The analysis and experiment are based on a low pressure 5 kW proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) stack, which is similar to those used in several of Tsinghua's fuel cell buses. The experimental results provide an effective improvement reference for the power train control scheme of the fuel cell buses in Olympic demonstration in Beijing 2008.     

谷氨酰胺限制对rCHO细胞生长和代谢的影响

考察了rCHO细胞(Ch inese ham ster ovary,中国仓鼠卵巢细胞)在批培养和谷氨酰胺限制流加培养过程中的生长、代谢特性。实验发现随着谷氨酰胺浓度的下降,谷氨酰胺的比消耗速率以及氨和丙氨酸的比生成速率显著下降。与批培养相比,在谷氨酰胺限制流加培养过程中,培养时间延长,活细胞密度增加,达到2.4×106cells/mL;谷氨酰胺的代谢途径发生改变,代谢副产物生成明显减少,YAmm/G ln由1.04 mm o l/mm o l略微下降到0.92 mm o l/mm o l,YA la/G ln由0.35 mm o l/mm o l下降到0.08 mm o l/mm o l,YX/G ln由0.383×109cells/mm o l增加至0.504×109cells/mm o l,YAmm/X由2.59×1-0 9mm o l/cell下降到1.85×1-0 9mm o l/cell,表明谷氨酰胺代谢的能量利用率显著提高,也证明其参与细胞合成代谢的分率增加。     

微流体燃料电池性能的预测(英文)

报道了基于微流体技术的燃料电池性能的数值预测.在这种微流体燃料电池中,液态燃料和氧化剂并行流入微通道,电池的内部电流是微通道内离子的横向输运形成的.模型考虑了流体动力、组分的对流和扩散以及发生在电极表面的电化学反应.通过给定一组工作电压,利用FLUENT软件预测对应的电流密度.计算结果表明,计算得到的电池的极化曲线与实验结果吻合较好.随着反应物体积流率的增加,两股流体的混合程度降低,浓度边界层厚度明显减小,电池性能逐渐增加.电池性能对阴极流体中氧气浓度的变化比较敏感,而阳极流体中甲酸浓度的变化对其影响较小.这一计算结果表明这种微流体燃料电池是阴极受限的,这与实验结果一致.     

基于正交试验的低压燃料电池性能

通过对低压质子交换膜燃料电池的正交试验研究,得到如下结论:氢气的湿度与氢气的当量比对于燃料电池性能的影响较小,相对于空气的湿度、当量比以及燃料电池的工作温度而言,可以不予考虑;空气当量比对燃料电池性能的影响在5个运行参数中是最复杂的.它不是有固定的影响效果,而是随着工况点的变化,随着燃料电池电流大小的变化,而发生较大的变化.随着电流的增大,空气当量比对燃料电池性能的影响也增大,当电流达到较高水平时(本试验中电流达到120A之后),这种影响会下降.     

脂质体转染人肝星状细胞和肝细胞条件优化

利用Lipofectamine 2000(Lipo)介导LacZ及EGFP基因转染人肝星状细胞系LX-2和人肝细胞系Chang Liver,探讨Lipo用量、质粒用量、转染时间、细胞初始接种密度及不同启动子驱动对转染效率的影响.结果显示,两种细胞均能得到高效转染,Chang Liver细胞转染效率(80%)高于LX-2细胞(60%).Lipo用量为每孔2μL,转染后6 h换液,LX-2细胞应用质粒DNA为每孔0.45μg,Chang Liver细胞应用质粒DNA为每孔0.30~0.45μg,此时转染效率最高.巨细胞病毒(CMV)启动子驱动LacZ转染效率与CMV早期增强子/鸡β肌动蛋白(CAG)启动子驱动增强型绿色荧光蛋白(EGFP)转染效率无显著差异;细胞初始接种密度对转染效率无显著影响.     

质子交换膜燃料电池流场设计最佳化的反问题求解方法

为寻求最佳的流道高度参数,利用由简化共轭梯度法(反向求解器)和完整的三维、两相、非等温燃料电池数学模型(正向求解器)构成的质子交换膜燃料电池多参数最佳化反问题求解方法,将流道各弯头处高度作为搜寻变量(最佳化对象),以电池输出功率密度的倒数作为目标函数,通过搜寻目标函数最小值,得到了流道各弯头处最佳高度(最优化设计参数值).结果表明,最佳的蛇型流场除出口流道为高度渐扩型外,其余流道均为高度渐缩型,其性能比传统蛇型流场提高了约11.9%.渐缩型的流道强化了肋下对流,可有效移除肋条下方多孔扩散层中的液态水,提高反应气向多孔电极的传递速率,因而改善了电池性能.渐扩型的出口流道可防止过强的肋下对流导致燃料"短路",直接跨过多孔扩散层从电池出口流出造成燃料浪费.     

聚乙烯亚胺对ZnO纳米线阵列膜的形貌和光电性能的影响

采用X射线衍射仪、投射电镜仪和扫描电镜仪等测试手段,系统地研究了不同聚乙烯亚胺(PEI)浓度对ZnO纳米线阵列膜的形貌、线密度和尺寸的影响及ZnO纳米线阵列膜的光电性能.研究结果表明,在PEI浓度从3.2 mmol.L-1变化到9.3 mmol.L-1所制备的所有ZnO纳米线阵列膜中,使用7.3 mmol.L-1PEI浓度合成的ZnO纳米线阵列膜,制成染料敏化太阳能电池后获得0.66%的最高的光电转换效率.     

New approach for segmentation of overlapping blood cell images

提出一种基于血细胞近圆形特征的粘连血细胞分割方法.用形态学腐蚀得到距离图和图像的边缘,并利用灰度重建得到细胞的中心区域和圆心,在此基础上基于细胞圆形特征对细胞的边缘进行搜索,得到粘连细胞的分离点,从而求得分离线,完成对粘连血细胞的精确分割.实验表明,该分离方法是有效可行的.     

用LambertW函数求解太阳能电池的串联电阻

为准确计算太阳能电池的串联电阻,从太阳能电池单二极管模型的电流-电压特性方程出发,推导出一个用LambertW函数形式表示的串联电阻解析表达式.该表达式仅需将太阳能电池的电流-电压特性曲线和模型参数值代入其中即可求出串联电阻,避免了通常近似计算方法所引入的误差.不同类型和不同工作条件下太阳能电池串联电阻的计算结果验证了文中计算方法的准确性和实用性.     

基于二次型跟踪器的实时能量管理优化策略

为了解决当前混合动力汽车能量管理策略不能同时兼顾最优性与实时性的问题,以采用行星式混合动力系统的物流车为研究对象,基于二次型跟踪器理论提出了一种可在线实时应用的能量管理优化策略。建立了行星式混合动力系统的线性数学模型,开发了直接节油型二次型跟踪器单自由度优化策略,基于MATLAB/Simulink软件平台进行了离线仿真验证,仿真结果表明该策略获得与全局优化算法相近的节油效果。在基于dSPACE/Simulator搭建的硬件在环平台上进行了硬件在环测试,测试结果表明该策略具有良好的实时应用性。