迷宫式新型流道对质子交换膜燃料电池的性能优化

质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell, PEMFC)具有广泛的应用前景。为了提升流道构型对于质子交换膜燃料电池的综合性能,通过建立一种三维单相、等温的圆形交错迷宫式流道质子交换膜燃料电池模型,分析新型流道对质子交换膜燃料电池的输出性能、阴极氧和水浓度分布及阴极进气流速的影响。结果表明,圆形交错式流道相较于矩形交错式流道和蛇形流道电流密度提升25%和143%,也可以明显的改善流道内反应物和产物的分布和输运。阴极进气流速的增加可以提升电池的性能,但也会带来其他额外的损耗。可见,圆形交错式流道可以有效提升输出性能,改善氧和水的分布。     

基于残缺互补判断矩阵的多指标决策方法

针对具有残缺互补判断矩阵形式方案偏好信息的多指标决策问题,提出了一种决策分析方法.对具有残缺互补判断矩阵的多指标决策问题进行了描述.依据残缺互补判断矩阵和决策矩阵,构建了求解指标权重的最优化模型.采用拉格朗日乘数法求解该模型,得到每个指标的权重值,进而计算出每个方案的综合评价值,从而可得到所有方案的排序结果.最后,通过给出一个算例说明了该方法的可行性和实用性.     

求解序区间偏好信息群决策问题的理想点法

为了求解具有序区间偏好信息的群决策问题,提出了一种理想点法.首先对具有序区间偏好信息的群决策问题进行了描述,给出了任意两个序区间之间距离的公式;然后依据传统理想点法的基本思路,给出了解决具有序区间偏好信息的群决策问题的计算步骤,其核心是运用所给出的距离公式计算每个方案与正理想点、负理想点之间的距离,并进一步根据计算得到的方案的相对接近度对方案进行排序.最后通过一个算例说明了给出方法的可行性和有效性.     

微生物燃料电池与常规污水处理技术结合的研究进展

通过总结近年来微生物燃料电池(MFC)与常规污水处理技术的结合案例,发现与MFC结合的污水处理技术主要集中在物理化学法、生物法及高级氧化法三类。与物理化学法的结合侧重于利用MFC的产电特性,如电吸附法和电渗析法;与生物法的结合分为好氧和厌氧法两种方式,主要利用MFC的多重系统特性,大大提升除污性能:与高级氧化法的结合体现在光催化法、电化学法和电Fenton法三方面,其中,与电benton法的结合是研究的热点。将MFC与常规污水处理技术从产能和净化的双重角度进行结合,既为节能型污水处理技术的发展奠定基础,同时也扩大了MFC的应用范围,为今后MFC与其他技术的结合研究提供了借鉴和依据。     

固体氧化物燃料电池-斯特林热机混合动力系统的性能优化

应用电化学、非平衡态热力学和有限时间热力学等理论,建立包含多种不可逆损失的固体氧化物燃料电池与斯特林热机组合而成的混合动力循环系统理论模型,导出混合系统的输出功率和效率的表达式,确定混合系统的最大输出功率和最大效率及其工作在最大输出功率或工作在最大效率时的运行条件,给出系统的优化工作区域,详细讨论了热力学循环过程的不可逆性对混合系统优化性能的影响,探讨了固体氧化物燃料电池与斯特林热机之间的最佳匹配关系.所得结果可为实际混合动力系统的设计和优化运行提供理论依据.     

基于S1／2建模的稳健稀疏-低秩矩阵分解

为实现稳健的稀疏-低秩矩阵分解,本文首次引入矩阵的S1／2范数以诱导矩阵的低秩性来构建新模型,并在ADMM算法框架下设计了高效的交替阈值迭代算法．该算法采用增广Lagrange乘子技术,在迭代过程中交替更新低秩矩阵和稀疏矩阵．由于这两个矩阵的最优更新具有显式形式、算法整体的计算精度和时间代价得以控制．大量的数值模拟实验说明：相较于目前最好的不精确ALM算法,交替闽值迭代算法的迭代次数与时间代价大幅降低,对噪声更为稳健,分解出的低秩矩阵的秩与稀疏矩阵的稀疏度更接近于真实值．在对监控视频进行背景建模这一实际问题中,交替闽值迭代算法得到的背景矩阵更为低秩,更符合问题先验,且时间代价相较于不精确ALM算法降幅高达一个数量级,这说明新模型与算法能有效解决相关实际问题．     

304不锈钢双极板在模拟PEMFC环境中的性能

为降低质子交换膜燃料电池(PEMFC)的生产成本,选择成本低廉、强度高、化学稳定性好的不锈钢材料替代传统的石墨双极板.以304不锈钢为研究对象,采用电化学方法测定其在模拟PEMFC环境下的极化曲线和对应于PEMFC工作电位下的恒电流极化曲线,用伏安法测量304不锈钢表面氧化膜/钝化膜与碳纸之间的接触电阻.结果表明,在模拟PEMFC环境中,304不锈钢钝化电流密度低于16μA/cm2,电流没有出现明显的波动;304不锈钢在模拟PEMFC环境中表面生成的钝化膜的接触电阻大于空气中形成的氧化膜的接触电阻.     

氢能与燃料电池关键科学技术:挑战与前景

氢能是可持续的二次清洁能源, 产业链主要包括氢气的制取、储存、运输和应用等环节. 燃料电池是氢能利用的主要方式, 处于产业链的核心地位. 以氢能产业链为主线, 围绕氢能燃料电池产业化进展, 对制氢、储氢、加氢站、氢能燃料电池电堆及关键材料, 以及车用燃料电池系统关键部件的技术特征、产业化进展、发展现状及存在的挑战进行了概述, 尤其对中国燃料电池产业链的发展现状进行了重点介绍. 为了加速氢能与燃料电池真正意义上的产业化, 还提出了几点需要克服挑战的研发方向.     

路面类型对能耗和排放影响研究

研究了路面类型对能耗和排放的影响。结果表明:刚性和柔性路面之间在燃油消耗和气体排放方面存在巨大的差异,尤其是在道路设计使用年限内能耗和排放总量上的差别更大。同时,建议将能耗和排放列入到道路生命周期成本分析中。选择刚性和柔性两种类型的城市道路,以及恒速和加速行驶两种行驶模式作为对比研究。测试数据显示:在显著水平为10%的统计数据下,刚性路面试验段的燃油消耗率要比柔性路面低;而在加速模式下,尽管刚性路面的燃油消耗也是较低,但从统计数据上看并不明显。以陕西省城市道路为例,以年度燃油消耗的总量来评估不同路面类型的年度二氧化碳排放总量。在相同的驾驶条件下(48 km/h),刚性路面每年可以节省大约5.8亿升的燃料,同时减少排放将近62万公吨的二氧化碳。     

融合驾驶风格识别的插电式混合动力汽车自适应控制策略

考虑到驾驶风格对燃油经济性的影响较大,提出了一种融合驾驶风格识别的自适应控制策略,用于插电式混合动力汽车发动机和电机之间的实时扭矩分配。 构建出两种驾驶风格识别模型,在获得驾驶风格识别模型后,考虑到对各种驾驶风格的适应性,融合识别的驾驶风格类别,提出了一种与基于自适应等效因子算法的 PI 模糊更新规则相结合的等效消耗最小化策略 (ECMS)。根据最小等效燃油消耗控制算法和电池电量平衡控制方法,结合驾驶风格识别的结果调用相应最优控制参数,对发动机和电池的功率分配进行实时优化计算,实现对整车的控制。将一段工况使用所指定的能量管理策略,仿真结果表明,融合驾驶风格识别的策略在燃油经济性最高提升了10.5%,汽车的HC,CO,NOx总排放最高降低了11%,,发动机,电机工作点更好的运行在最佳区域中。