基于分布参数燃料电池模型的SOFC-GT混合发电系统模拟

针对混合发电系统模拟需求,建立管式SOFC准二维分布参数模型,沿流道方向考虑传热、传质数学模型,沿电池厚度方向考虑电化学反应以及多孔电极中的多组分气体扩散。结合系统其他部件(燃气轮机、重整器、换热器等)模型,对某公司220 kW SOFC-GT混合发电系统进行模拟分析,模拟了参比工况电池参数分布,研究了可控参数(工作电压、入口燃料流率、燃料循环比率、旁路空气比率)对系统性能、状态点参数及电池参数分布的影响规律。结果表明:系统参比工况稳态运行效率在52%以上,过电位、电流密度和温度沿流道方向变化显著,明显呈现非线性趋势,燃料、固体、空气的温度也有较大差异,在系统运行特性分析中有必要采用分布参数模型以合理描述电池中发生的物理化学变化。     

质子交换膜燃料电池空气流场的优化设计

质子交换膜燃料电池空气流场的合理设计可以使电流密度、气体浓度等均匀分布,有利于提高性能。采用数值模拟与测试相结合的方法,对5种常见的空气流场进行了综合评价。结果显示,模拟结果与测试结果反映的电池性能变化趋势基本相同,性能由低到高依次为:平行流场、网格流场、平行蛇形流场、渐缩流场。串并联流场的模拟和实验结果略有差异。该方法可用于质子交换膜燃料电池空气流场的优化设计。     

中国氢能产业高质量发展前景

 中国氢能产业在新型冠状病毒肺炎（COVID-19）疫情的影响下遇到了暂时困难，但随着疫情防控形势的好转而迎来新的发展机遇。通过回顾2020年中国各地出台的氢能发展政策，分析得出：政策重点主要集中于交通领域，包括氢燃料电池车技术研发、关键设备制造和加氢站建设等，而轨道交通则是未来氢燃料电池技术的发展重点之一；氢能冶金属于新的氢能产业应用领域，许多冶金企业与氢冶金先进国家进行了示范项目合作，这些示范项目的快速推进将有助于实现中国钢铁行业革命性的绿色化转型；绿氢煤化工、绿氢贸易、民用液氢等也将是氢能产业未来发展的重要方向。建议中国明确国家发展战略、积极拓展氢能技术创新领域，以打造高质量氢能产业为抓手，助推中国能源革命和产业转型升级，并在氢能全球化过程中发挥引领作用。     

氢能及其近期应用前景

着重从能源短缺与能源安全、环境保护、经济可持续发展和国际趋势阐明氢能的重要性，指出在研究氢能远期使用的燃料电池的同时，要重视氢作为氨内燃机的燃料是近期氢能应用的实际途径，特别是其中的氢气-天然气混合燃料已经可以南业化，建议我国示范、推广。     

碳纳米管上沉积铂工艺的研究

对碳纳米管上沉积纳米级金属铂颗粒的工艺进行了探索性的研究。经处理后的碳纳米管与氯铂酸乙醇溶液 ,在一定温度时缓慢加入 H2 O2 ,Na2 S2 O4溶剂 ,然后在室温下电磁搅拌 ,清洗、过滤 ,烘干后的黑色粉末放置管式炉中在氮气气氛下保温。经 X射线衍射 (XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜 (TEM)的检测结果表明 ,沉积在碳纳米管上的铂颗粒尺寸细小 ,分布均匀 ,无铂颗粒大块聚集。这为碳纳米管作为催化剂载体的研究奠定了基础     

化学改性豆油的合成及其性能

对豆油进行化学改性,利用异构化反应在分子中引入支链,以提高其氧化稳定性及流变学性能;并考察改性豆油的氧化稳定性、流变学性能和摩擦学性能。实验结果表明:增加中位链长度,改性豆油的黏度、黏度指数、低温性能、抗磨损性能以及承载能力都会提高,而氧化稳定性会降低;端链的支链化会提高改性豆油的低温性能,并且随着链长的增加,其低温性能进一步提高;改性豆油中的羟基被乙酰化后其氧化稳定性会有一定程度的提高,但这会降低改性豆油的抗磨损性能和油膜承载能力。     

用于动力堆核燃料后处理的电解还原脉冲筛板柱

在直径 ５ ｃｍ的电解还原脉冲筛板柱中．研究了板段结构、操作条件、工艺参数及控制方式等对两相流动特性及硝酸铀酸的电解还原性能的影响，开发了电脉冲柱的数学模型。结果表明．在电场作用下，分散相液滴有一定的聚结现象，液泛通量比普通脉冲柱高 ８０％．一般情况下．铀（ＩＶ）产率为 １．５～２．５ ｇ／Ａ·ｂ，电流效率为 ５０％～８０％，肼消耗量为１５％－２０％，叠氮酸和氢气浓度远低于规定的安全限。通过调整有关参数，根据关联式可以方便地估算出所需的４价铀浓度。     

基于故障树模型的燃料电池安全性评价

安全性是质子交换膜燃料电池的重要指标,而燃料电池最大的安全问题是质子交换膜超压破裂造成火灾或爆炸。实验构建了5 kW氢空质子交换膜燃料电池发电系统,用故障树方法对电池堆系统发生膜破裂造成火灾或爆炸等事故进行了概率评价,质子交换膜超压破裂氢气体积分数达到4.1%发生氢气火灾或爆炸的频率是4.744×1-0 6次/a,评价结果表明这个风险是可以接受的,完全满足此实验系统安全性要求。此结果可以作为论证燃料电池系统安全性的依据之一。     

定向多壁碳纳米管的电化学储氢性能

采用定向多壁碳纳米管和非定向碳纳米管混以铜粉制成的电极进行了恒流充放电电化学实验，对其化学储氢性能的检测结果表明，混以铜粉的定向多壁碳纳米管电极的储氢量是石墨电极的10倍，是非定向多壁碳纳米管电极的13倍，比电容量高达1625mA.h/g，对应储氢量为5．7％（质量分数），说明定向多壁碳纳米管具有优异的电化学储氢性能。     

结构与表面特性对碳纳米管储氢性能的影响

用自选制备的多壁碳纳米管在特制的不锈钢高压容器中进行了室温（298K）、10MPa条件下的吸附储氢实验。实验中,对基种法制得的碳纳米管分别使用了化学试剂浸泡和高温处理的方法,但储氢效果不够好,浮动法制得的碳纳米管储氢效果较好。对浮动法制得的碳纳米管经过高温处理后,储怪量可达到4％,显示了很好的应用前景。