质子交换膜燃料电池中微纳输运过程的数值研究进展

质子交换膜燃料电池是氢能利用的典型装置.在燃料电池的多尺度空间内发生着复杂的相变多相流、传热传质、电子质子传导、电化学反应等物理化学过程.上述过程对电池的性能、寿命及成本影响显著.近年来,随着先进实验手段、数值方法和计算资源的不断发展,研究者基于微纳米尺度研究燃料电池中发生的复杂多场耦合输运过程,不断发现新的微纳输运过程特征及耦合机制.本文回顾了近年来针对燃料电池关键组件(包括催化层、气体扩散层和气体通道)中发生的多场耦合输运过程的微纳尺度数值仿真工作.针对催化层,主要介绍了孔尺度数值仿真在预测有效传输系数、揭示传质阻力机理、查明微纳结构对反应输运过程影响方面的进展.针对扩散层,重点介绍了孔尺度仿真在研究扩散层气液两相流动及查明结构和润湿特性对液态水运动和分布影响的工作,还讨论了气体扩散层薄层多孔介质输运特性及典型代表单元是否成立.针对气体通道,着重介绍了通道中液态水运动及其对传质反应的影响.此外,还讨论了各组件跨尺度界面行为特性.最后,对采用微纳尺度数值方法研究燃料电池内多场耦合输运过程进行了总结和展望.     

核医学诊断和治疗的核数据需求

简要介铝近年来IAEA医用校（诊断和治疗）核数据活动及成果和相对于常规的电子、光子和中子而言为”重”的质子和的轻离子核数据需求。     

多元弱酸铵盐溶液中氢离子浓度的计算

本文应用质子等衡式(PBE)导出多元弱酸铵盐[(NH_4)_nH_iA]溶液中有关氢离子浓度函数的精确式.     

基于NH3燃料的Ni-BZCYYb阳极在SOFC中的应用

NH₃作为一种储氢燃料可应用于固体氧化物燃料电池(SOFC)发电。文章用溶胶-凝胶法合成了Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8Fe_0.2O₃(BSCF)和BaZr_0.1Ce_0.7Y_0.1Yb_0.1O₃(BZCYYb)钙钛矿材料，并对其进行了XRD表征，结果表明两者均呈现单一的钙钛矿相和良好的化学稳定性。对Ni O-BZCYYb|BZCYYb|BSCF单电池的性能、稳定性和表面形貌进行了研究。在NH₃气氛中，单电池在700℃有最大的功率密度(426 mW·cm^-2)。电池稳定性通过在700℃时的长期放电测试情况来反映，结果表明单电池在700℃、313 mA·cm^-2的条件下可以持续放电95 h，说明电池的稳定性较高。以上结果证明以NH₃为直接燃料的H⁺     

大型强子对撞机揭开宇宙起源之谜

世界最大的粒子加速器——欧洲大型强子对撞机(LHC)2010年3月19日刷新了由它保持的一项世界纪录,对撞机内的两束质子流被分别加速至3.5万亿电子伏特的能级,是原纪录的三倍。     

ATP合成酶及其功能机制综述

在细胞能量转变过程中，F1F0-型ATP合成酶是一个关键酶。在ATP合成过程中，这个大的蛋白复合体利用质子梯度和相关的膜电势来合成ATP。这个酶结构的不同作用形式正在逐步阐明。一致的看法是这个酶由两个旋转发动机构成，一个在F1上，它将催化过程与内部的转子运动联系在一起，另一个在F0上，它将质子迁移与F0转子的运动联系在一起。虽然两个马达可以独立工作，但是它们必须结合在一起才能转换能量。从结构、基因和生化物理方面的研究中得出的关于这个旋转马达的功能的证据，在这里将作一个回顾，一些不确定的，关于酶机制尚留迷团的内容也将讨论如下。     

如何运用酸碱质子理论处理酸碱平衡

本文从酸碱质子理论阐述电离，盐类水解等平衡的有关计算及其应用，便于读者更加深刻理解酸碱质子理论的实际意义。     

改进的CSF流体表面张力模型

传统连续表面力(continuum surface force,CSF)模型模拟流体表面张力时,流体表面的粒子受到的表面张力都是法向力,很难保证流体表面的光滑性,从而使得表面张力模拟失真;此外,流体表面的粒子不足还导致流体表面密度计算精度降低,模拟稳定性差。文章在CSF模型的基础上,对流体表面施加切向力,使得流体表面更加光滑;对边界粒子进行密度修正,提高了密度计算精度和模拟的稳定性。仿真实验结果表明,该方法模拟的流体表面张力效果更好。     

质子交换膜电解池内氧气泡输运过程特性

研究了质子交换膜电解池(proton exchange membrane electrolysis cell,PEMEC)阳极流场内的氧气泡运动特性,采用VOF(volume of fluid)方法分析了多孔输运层(porous transport layer,PTL)表面接触角、液态水流速、氧气产生速率及PTL孔径对氧气泡在流道中运动特性的影响.结果表明:PTL处理为亲水性有利于气泡脱离,降低表面气体覆盖率,促进液态水到达催化层;高的液态水流速会减小气泡脱离时间及脱离体积,降低PTL表面气体覆盖率及容积含气率,促进气泡从流道中排出;气体生成速率增大会提高流道容积含气率和PTL表面气体覆盖率,不利于电解池的运行;随PTL孔径增大,气泡脱离体积增大,脱离时间先减小后增加.     

利用散射理论计算金属表面上质子振动阻尼率

本文利用基于密度泛函数表达的散射理论计算了埋于金属表面的质子振动的电子阻尼率。计算所得的振动带宽的电子贡献部分与实验观察所得结果较吻合。