质子交换膜燃料电池性能影响因素的数值分析

为研究交指流场质子交换膜燃料电池的输出性能,分析影响其性能的因素,寻找改善其性能的可行措施,探讨了使用交指流场流道的必要性和优越性,建立了包括质子交换膜燃料电池阴极/阳极侧流道、扩散层和催化层以及质子交换膜在内的完整的稳态、三维、两相数学模型.基于计算流体力学方法,用该模型对交指流场质子交换膜燃料电池的全流场进行了统一的数值计算以模拟其输出性能,分析了流场流型、氧化剂种类、反应气体进气速度、质子交换膜厚度和双极板筋宽对质子交换膜燃料电池输出性能的影响,确定了提高质子交换膜燃料电池输出性能的一些方法.将理论模型的模拟计算结果与实验结果进行比较,两者较为吻合.     

An experimental approach to pH measurement in the intercellular free space of higher plant tissues

Summary An experimental approach to the measurement of pH in the free space of plant tissues was made, using both metal minielectrodes and H⁺-sensitive resin glass microelectrodes inserted in small environments artificially created inside the tissue. Experiments were carried out on the parenchyma of higher plants (corn, potato, squash,Senecio herraianus), monitoring pH changes in the free space as a function of the pH of the external medium. The pH in the free space has been found to be different from that of the surrounding solution and its variation in time much slower than would be predicted by assuming that simple diffusion of H⁺ ions took place. The results agree with the hypothesis that the free space behaves as a compartment distinct from both the cytosol and the surrounding medium.     

前瞻晶体硅太阳能电池未来产业化——高效N型背结前接触和背结背接触晶体硅太阳能电池

文章综述了N型背结背接触和背结前接触晶体硅太阳能电池的研究和产业化的最新进展.从原理上阐述了N型背结背接触电池高效率的原因.从研究的角度,综述和点评了国际上几个研究小组在N型背结前接触晶体硅电池方面的研究工作.论述了丝网印刷Al烧结法制备N型背结背接触电池方面的研究进展.     

集成阵列叉指电极介电泳芯片仿真与实验研究

分析了介电泳芯片中粒子所受的介电泳力的影响因素,采用Comsol软件建立阵列叉指电极介电泳芯片的数学模型。通过设置边界条件,对电极的电场进行仿真并对电极的尺寸参数进行优化。为了对仿真结果进行验证,采用MEMS工艺,在ITO玻璃表面制备出叉指电极结构,并与PDMS微流通道键合之后制备出完整的介电泳芯片。采用酵母菌为实验对象,分别对交流电压以及交流电压频率对介电泳的富集效率的影响进行研究。富集效率随电极施加的电压的增大而增大;但增加到一定的程度,富集效率保持不变。改变交流信号的频率,可以改变介电泳的类型。通过调整交流信号的频率,实现了酵母菌的正负介电泳富集。酵母菌在电导率为1μS/cm的悬浮溶液中,存在两个临界频率,分别为40 k Hz、15 MHz。当交流电压的频率为2 MHz时,酵母菌细胞的富集效率最高。     

碳纳米管气敏传感器微电极的制备与检测

基于参数优化设计了一种电场分布合理的叉指微电极结构,利用光刻技术在ITO表面成功制备了最小指间距约为4μm的叉指微电极,为微电极制备提供了一种可靠、低成本的制备方法。将这种微电极用于碳纳米管气敏传感器中,并利用氨气对其气敏特性进行测试,结果表明,纳米材料修饰的微电极气敏传感性能得到了明显提高。     

一种基于叉指电极的大肠杆菌生物传感器

提出了一种可用于水环境中检测大肠杆菌的生物传感器,该传感器是通过在叉指电极阵列上修饰生物分子制备得到.首先利用微制造技术通过蒸发镀膜、光刻、湿法腐蚀等工艺在基底上制备叉指微电极阵列,然后利用生物修饰技术在叉指电极阵列的微间隙中捕获大肠杆菌,进而在叉指电极表面产生银沉淀,使叉指电极导通.通过测量叉指电极的电导值,可实现对大肠杆菌的定量检测分析.这种叉指电极生物传感器不但可用于大肠杆菌的检测,还可应用于其它微生物的检测.     

铂微电极上铜的电化学成核机理

用半径10μm 的铂微电极研究了铜的电化学成核机理.循环伏安实验表明:铜在铂上的电沉积明显分为两个单电子还原步骤,而铜在相同尺寸下的铜微电板上沉积是单步双电子还原反应.理论分析表明:在这两种基体上其成核行为的不同是由于其成核速度及扩散控制差异造成,恒电位阶跃法实验表明:铜在铂上的成核速度大于铜在铜上的成核速度.I-t 曲线的理论分析表明:在这两种基体上铜微品的生长受 Cu~(2+)的扩散所控制.其扩散系数由 I-t~(1/2) 之斜率求得.微电极实验操作简便。重现性优于常规法。理论分析简单,且能获得常规方法难于得到的结果.     

交指型电极的质子交换膜燃料电池阴极内传质过程的数值模拟

文中使用CFX4.3软件对交指型质子交换膜燃料电池阴极内的传质过程建立了二维数值模拟模型并进行了数值计算。计算结果给出了合理的流场分布和氧及水蒸气分布 ,并讨论了燃料电池的结构参数和操作条件对电池电流密度的影响。     

质子交换膜燃料电池阴极扩散特性的数值分析

针对交指型质子交换膜燃料电池阴极,采用通用Darcy定律来描述多孔介质内的流体流动,建立一个二维的稳态的多组分的传输模型.通过求解模型,得到电极内的压力、速度、质量分数分布,并讨论进、出口之间压差、电极厚度和电极肋条宽度的改变对电池性能的影响.结果表明:随着进、出口之间压差的增加,电流密度是增大的,但是增大的幅度是逐渐降低的;电极厚度存在一个最优值,该值依赖于电极结构和气体分配器的设计参数;采用窄的电极肋条有利于提高电池的性能.