氢能技术科技前沿与挑战

<正>氢能可再生、零排放且能量密度高,其开发和利用已成为新一轮世界能源技术革命的重要方向,也是实现“碳达峰、碳中和”战略目标的重要路径之一.基于燃料电池技术,氢能未来将成为支撑可再生能源如太阳能、风能大规模利用的理想能源互联网媒介.美国、日本、德国、韩国等于21世纪初已将氢能产业提升至国家能源战略的高度,制定氢能发展政策,明确氢能产业地位,持续支持氢能技术研发,积极推动试点示范和多领域应用.我国在《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》中明确将“氢能与燃料电池技术”列为15项重点创新任务之一.     

模具结构对连续纤维增强热塑性复合材料性能的影响

采用自行设计的两种不同结构的熔融浸渍模具制备了连续玻璃纤维增强聚丙烯预浸带，测试了模具结构对预浸带的孔隙率、纤维断裂率、界面形貌、纤维分散均匀度和拉伸强度的影响，建立了纤维浸渍模型和纤维断裂模型，并通过理论模型对预浸带的孔隙率和断裂率进行理论预测。结果表明，本文建立的数学模型能够有效预测预浸带的浸渍程度和纤维断裂率，可用于浸渍模具结构的优化设计；在本文范围内，与波浪形模具相比，斜齿形模具的多楔形区结构可以有效地降低预浸带孔隙率和提升纤维分散程度；波浪形模具的流道圆角半径较大，楔形区个数较少，与斜齿形模具相比，可有效降低纤维断裂率并提升拉伸性能。     

多孔结构对Vero White型光敏树脂力学性能的影响

多孔结构设计是影响使用性能的主要因素之一,优化多孔结构是减少质量的重要途径.利用静力学仿真分析不同板材内部结构力学性能的变化规律及特点.采用以色列Objet Eden250光固化设备,对Vero White型光敏树脂进行不同结构光固化成型,利用AG-Xplus电子万能试验机测试了试样抗压性能,并与仿真结果对比.研究结果表明,多孔结构的抗压强度随着孔隙率的升高而降低,不同结构的多孔结构的抗压强度的变化范围在15～70 MPa.蜂窝状结构的性能优于六面体结构,六面体结构优于八面体结构.研究结果与理论结果基本一致,为多孔结构在增材制造的成功应用提供了理论依据和实验依据.     

数控机床故障分析与可靠性评价技术的研究

针对传统数控机床可靠性建模时只考虑故障间隔时间而忽略故障性质的现象，提出兼顾机械故障和电气故障的混合威布尔分布模型，进而提高模型准确度.利用最大似然法来确定混合威布尔分布模型参数，用皮尔逊相关系数来确定数控机床各故障时间之间的关系.并通过K-S方法对模型进行检验， 最后确定其符合混合威布尔分布，并运用可靠性评定方法得出数控机床的平均无故障时间.     

氧化铜/氧化石墨烯复合材料纳米结构变化的研究

氧化铜(CuO)/氧化石墨烯(GO)复合材料中CuO的纳米结构起着至关重要的作用。本文通过在83℃下改变反应时间来控制CuO/GO复合材料中CuO纳米结构的形貌。采用红外吸收光谱、透射电子显微镜、X射线光电子能谱和小角X射线散射方法对样品进行了表征。反应时间0~560min,产生了3种不同纳米结构的CuO/GO复合材料。SAXS数据表明,在整个反应过程中较小粒径的CuO纳米粒子逐渐发生部分溶解。CuO/GO纳米颗粒形成过程是由CuO较高的过饱和度与CuO生长/溶解来驱动的。本实验工作将为制备不同形貌CuO/GO纳米复合材料提供一个可行的制备方法。     

自复位耗能摇摆柱在不同参数下的滞回性能分析

目的研究参数变化对自复位耗能摇摆柱滞回性能的影响规律,为结构设计提供参考.方法利用Open Sees有限元软件对自复位耗能摇摆柱,在5%和15%轴压比、不同自复位耗能支撑长度Ls、第一刚度K1、第二刚度K2、摩擦力F、预拉力P0及其角度γ和摇摆柱截面尺寸d下的滞回性能进行研究.结果角度γ变化对自复位耗能摇摆柱滞回性能影响显著,15%轴压比、20°~40°时可充分发挥其性能;除K1变化对其耗能无显著影响外,其余参数增大均使耗能有所增加;除d的增大使其自复位性能显著下降外,其余参数变化对自复位性能均无显著影响.结论各参数变化对自复位耗能摇摆柱滞回性能影响迥异、具有显著规律性,可为结构设计提供参考.     

X105区块微幅度构造识别方法及应用

微幅度构造是油田开发中注水未波及的剩余油富集区。X105区块井间存在井网难以控制的微幅度构造，由于规模小，地震识别难。为提高识别精度，从3个方面开展了技术对策研究，以提高基础数据的准确性：开展提高微幅度构造成像精度的地震振幅高保真处理；创新了相位体约束层位解释方法提高砂岩组顶面识别精度；利用厚砂体井震匹配矛盾、"深浅"井震匹配矛盾分析法对微幅度构造进行筛选，去伪存真。应用上述方法，砂岩组顶面识别出断层控制和非断层控制两种成因类型的微幅度构造。在微幅度构造发育部位优选出未波及型和完善注采关系型两类剩余油挖潜区域，部署补充井实现了剩余油有效动用。     

大别山早白垩世花岗岩类斜长石成分:分离结晶对全岩Sr-CaO关系的影响

从高Sr/Y中酸性岩石中识别加厚下地壳熔体是利用其示踪地壳深部过程的重要前提之一.大别造山带早白垩世花岗岩类的研究表明加厚下地壳熔体应具有比普通花岗岩类更高Sr/Ca O,在Sr-Ca O图解上形成独特的高Sr演化趋势,可作为判别性指标之一.斜长石分离结晶在岩浆演化过程中普遍存在,可显著改变熔体的Sr和Ca O含量,但是否会影响熔体的Sr/Ca O尚不明确.本文测定了大别造山带早白垩世埃达克质和普通花岗岩类中斜长石的成分,并通过交换分配系数对斜长石分离结晶如何影响熔体的Sr/Ca O进行了讨论.结果表明大量斜长石分离结晶也不会显著改变花岗质熔体的Sr/Ca O,Sr-Ca O相关趋势的斜率主要由其初始岩浆组成决定.熔体高Sr/Ca O指示源区贫斜长石.因而,高斜率的Sr-Ca O相关趋势可作为判断加厚下地壳熔体的重要标志.     

纳米流体矩形微通道热沉结构参数多目标优化

为了开发高效低阻的纳米流体微通道热沉,对单层矩形纳米流体微通道热沉几何结构参数进行了多目标优化。设计变量为高宽比α和微通道宽度与间距比β,优化目标是使全局热阻和泵功最小。对Pareto最优解进行K均值聚类分析发现,在5个聚类点的最高点和最低点之间存在有效权衡点,让泵功和热阻均处于较优范围内。实际设计中可以根据泵功或所需的热阻来选择最优结构参数。相对于高宽比,热阻和泵功对微通道宽度与间距比更敏感。尤其当β大于1.15时,其对热阻和泵功的影响非常强烈。相对于热阻,泵功对设计变量更敏感,在α和β的设计空间内,泵功的变化幅度约为360%,而热阻的变化幅度只有135%。纳米流体的热阻比去离子水显著减小,且随泵功的增大,去离子水和纳米流体热阻之差有缓慢增大的趋势。     

热塑性聚氨酯熔体粘弹性对发泡的影响研究

采用旋转流变仪和差示扫描量热仪系统测试了3种结构不同热塑性聚氨酯(TPU)的动态流变性能和非等温结晶曲线,并结合间歇发泡实验探讨了TPU熔体粘弹性对发泡倍率和泡孔结构的影响。结果表明:3种TPU均表现出线性分子链特征;具有高的零切黏度及低频区储能模量的TPU表现出更大的熔体强度和更好的熔体弹性,有利于获得发泡倍率高、泡孔均匀的发泡材料。