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广义氢能体系和相关电化学技术

Chinese Journal of Catalysis 2024年第1期56卷 1-8页

作者：王功伟肖丽庄林武汉大学化学与分子科学学院化学电源材料与技术湖北省重点实验室湖北武汉430072 武汉大学索维奇国际分子科学研究中心湖北武汉430072 武汉大学高等研究院湖北武汉430072

电化学能源储存与转化对于可再生能源电力消纳,以及绿色低碳的新能源结构和化工体系构建具有重要意义.氢能作为其中一种典型的二次清洁能源,一直备受关注.通常认为氢能是一种以氢气(H_(2))作为能源载体的能源生产、储运和利用体系.然而... 详细信息

电化学能源储存与转化对于可再生能源电力消纳,以及绿色低碳的新能源结构和化工体系构建具有重要意义.氢能作为其中一种典型的二次清洁能源,一直备受关注.通常认为氢能是一种以氢气(H_(2))作为能源载体的能源生产、储运和利用体系.然而,氢能作为一种化学能,储存于H–H化学键之中,而非孤立的H原子.本文提出广义氢能体系,涵盖所有含H化学键(例如H–H,C–H,N–H等)形成或断裂过程伴随的能量储存或释放,即氢能载体不仅限于H_(2),亦可为其它含氢化合物(例如碳氢化合物、氮氢化合物).本文针对氢能储存于H–H(氢循环)、C–H(碳循环)和N–H(氮循环)所涉及的几种关键电化学技术研究现状进行总结.对于氢循环,目前H_(2)生产仍依赖化石资源,受限于电解成本高,采用电解水制备的H_(2)仅占很小比例.电解成本受电价、电解设备造价、电解效率等多重因素影响,目前商业化的碱性水电解器和质子膜水电解器技术均存在各自难以解决的问题,碱性膜水电解器技术能够集前二者所长,有望实现H_(2)的低成本、大规模制备,但其目前处于商业化起步阶段;燃料电池技术是H_(2)化学能高效释放利用的重要途径,质子膜燃料电池已经进行商业化,但成本较高.碱性膜燃料电池有望大幅降低成本,目前受限于高性能非贵金属催化剂和碱性聚电解质等关键材料开发.对于碳循环,鉴于很多碳氢化学品在化工体系及日常生活中的重要应用,如何通过非化石资源制备高价值碳氢化合物具有重要意义,CO_(2)电解转化是一条极具前景的技术路径.分别从CO_(2)电还原的催化路径控制和电解器件技术开发两方面进行剖析,明晰不同产物的反应路径、从电极催化剂和电解质微环境两个维度构筑高效催化界面,以及发展纯水膜电解器技术,将有助于促使CO_(2)电解转化从实验室研究走向工业化应用.对于氮循环,目前合成氨工业能耗高、碳排放量大,电化学N_(2)还原是一条具有应用前景的绿色氨合成路径,但由于N≡N键活化困难,导致转化速率极低.除了催化剂设计合成之外,在催化界面引入其它附加作用协同N_(2)活化、与其它反应物共还原或采用其它物理手段等促进N_(2)活化,将为电化学N_(2)还原合成氨带来新的机遇.归纳了相关电化学技术研发面临的主要问题.对于制H_(2)、CO_(2)还原和N_(2)还原的电解技术,目前阳极主要耦合氧析出反应,产生的O2经济价值较低,如果耦合其它高价值有机物的氧化合成,不仅提升电解转化整体经济性,还可同时能带来其它附加优点.综上,本篇观点文章认为氢能不应局限于以H_(2)为能源载体,而是可以拓展为其它含氢化合物.水可以作为廉价清洁的质子源,是氢能成为可再生电能高效储存利用的原因之一.本文剖析了几种重要的相关电化学技术的研发现状,旨在揭示研发及实际应用所面临的关键限制.未来,随着这些电化学技术的发展成熟,将有助于促进广义氢能体系的建立,从而为降低碳排放和实现能源结构转型提供重要支持.

关键词：氢能燃料电池水电解 CO_(2)电解 N_(2)电解

融合深度调整和自适应转发的水声网络机会路由

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电子与信息学报 2024年第1期46卷 49-57页

作者：金志刚梁嘉伟羊秋玲天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072 天津大学未来技术学院天津300072 海南大学计算机科学与技术学院海口570228

针对水声传感器网络路由过程中的空洞问题和数据传输中能效低下的问题,该文提出了融合深度调整和自适应转发的水声网络机会路由(OR-DAAF)。针对路由空洞,区别于传统绕路策略,OR-DAAF提出一种基于拓扑控制的空洞恢复模式算法—利用剩余... 详细信息

针对水声传感器网络路由过程中的空洞问题和数据传输中能效低下的问题,该文提出了融合深度调整和自适应转发的水声网络机会路由(OR-DAAF)。针对路由空洞,区别于传统绕路策略,OR-DAAF提出一种基于拓扑控制的空洞恢复模式算法—利用剩余能量对空洞节点分级,先后调整空洞节点到新的深度以克服路由空洞,恢复网络联通。针对数据传输中的能效低下问题,OR-DAAF提出了转发区域划分机制,通过转发区域的选择自适应转发面积以抑制冗余包,并提出基于加权推进距离,能量和链路质量的多跳多目标路由决策指标,综合考虑区域能量,链路质量和推进距离实现能效平衡。实验数据表明,相比DVOR协议,OR-DAAF的包投递率和生命周期分别提高10%和48.7%,端到端时延减少22%。

关键词：水声传感器网络路由协议深度调整自适应转发

基于多对象离散拓扑优化方法的车身结构平台化设计

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汽车工程 2024年第6期46卷 1075-1084页

作者：华钧伟侯文彬大连理工大学汽车工程学院大连116024 大连理工大学宁波研究院宁波315016

产品族的平台化设计可以提高零部件的通用率,降低生产成本。但是目前关于平台化的研究主要集中在参数化设计层面,缺少直接对产品拓扑结构进行平台化设计的方法。为此,本文面向车身结构的平台化设计需求提出了一种适用于多对象拓扑结构... 详细信息

产品族的平台化设计可以提高零部件的通用率,降低生产成本。但是目前关于平台化的研究主要集中在参数化设计层面,缺少直接对产品拓扑结构进行平台化设计的方法。为此,本文面向车身结构的平台化设计需求提出了一种适用于多对象拓扑结构的并行设计方法。首先将改进图分解算法与多目标遗传算法结合得到单个车型拓扑结构划分的最优设计方案;其次基于车身拓扑结构模块化设计流程提出了一种面向多对象优化的多种群多染色体遗传算法(multi-population and multi-chromosome genetic algorithm,MPMCGA),该算法能够保证各对象的设计目标损失在允许范围内的同时,提升平台模块的共享潜力。最后通过对3款概念车身的底板结构进行平台化设计,验证了多对象离散拓扑优化方法的有效性。

关键词：车身设计平台化设计离散拓扑优化遗传算法

基于混合自适应扩展卡尔曼滤波的永磁同步直线电机等效机械参数辨识策略

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中国电机工程学报 2024年第3期44卷 1162-1172,I0026页

作者：张毅伟黄旭珍徐济安南京航空航天大学自动化学院江苏省南京市211100

针对机械参数辨识精度受推力系数波动影响而降低的问题,提出等效机械参数模型,将推力系数与待辨识参数相结合,并推导该模型在控制器调谐和前馈补偿上与传统模型的等效性。为了进一步实现等效机械参数在线辨识,构建基于混合自适应扩展卡... 详细信息

针对机械参数辨识精度受推力系数波动影响而降低的问题,提出等效机械参数模型,将推力系数与待辨识参数相结合,并推导该模型在控制器调谐和前馈补偿上与传统模型的等效性。为了进一步实现等效机械参数在线辨识,构建基于混合自适应扩展卡尔曼滤波的辨识器。混合自适应扩展卡尔曼滤波在系统噪声矩阵和渐消因子中加入自适应机制,能够估计系统噪声,并在负载突变时快速收敛。通过对系统可观性和矩阵正定性的推导,证明算法的稳定性。最后,在一台永磁同步直线电机上进行实验,验证所提算法的有效性及其在PWM周期为32 kHz和10 kHz时在线运行的可行性。

关键词：自适应扩展卡尔曼滤波机械参数辨识永磁同步直线电机位置伺服系统

原位储层生物地球化学评价及其对煤层气开采的指示意义——以沁水盆地南部柿庄南区块为例

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煤炭学报 2024年第1期49卷 555-562页

作者：唐书恒李洋吕建伟中国地质大学(北京)能源学院北京100083 安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南232001 油气资源与工程全国重点实验室中国石油大学(北京)北京102249

煤储层是微生物生存代谢的良好场所,其中与碳循环相关的微生物群落普遍存在,但微生物的地理分布与代谢表达尚未与储层建立有效联系。通过微生物代谢难以在自然条件形成有效气藏,但微生物群落受有机物供给、环境条件等影响,对储层原位环... 详细信息

煤储层是微生物生存代谢的良好场所,其中与碳循环相关的微生物群落普遍存在,但微生物的地理分布与代谢表达尚未与储层建立有效联系。通过微生物代谢难以在自然条件形成有效气藏,但微生物群落受有机物供给、环境条件等影响,对储层原位环境与煤层气保存条件形成良好响应。沁水盆地南部煤层气资源丰富,是我国最早实现煤层气商业开发的区域之一。以沁水盆地南部柿庄南区块为例,通过研究区储层水的生物地球化学特征与生物基因测序,分析离子质量浓度、溶解无机碳同位素、硫酸盐同位素和微生物丰度与多样性,以产甲烷菌、硫酸盐还原菌等微生物为依据评价储层环境条件。研究表明,储层地球化学受水岩作用、离子交换和微生物代谢等因素影响。较高的钠离子和碳酸氢根离子质量浓度说明储层为相对还原环境或滞留条件。硫酸盐还原菌和产甲烷菌在降解煤过程中发挥协同作用,但硫酸盐还原菌在硫酸盐满足代谢需求时与产甲烷菌竞争可用底物占优而抑制产甲烷菌代谢。硫酸盐同位素、溶解无机碳同位素以及微生物丰度和多样性等可表征上述微生物间的共生关系与储层环境条件。硫酸盐还原作用活跃而产甲烷作用不明显的区域不具备有效保存煤层气的条件。相对还原或滞留的储层环境适宜产甲烷菌代谢,也是煤层气保存的有利区。研究认识丰富了储层生物地球化学评价方法,指导了煤层气勘探开发有利区优选,为我国煤层气生物工程的现场实施提供理论基础与方案指导。

关键词：煤层气开采氧化还原环境生物地理分布产甲烷菌硫酸盐还原

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直播带货的合作模式与决策优化

中国管理科学 2024年第5期32卷 297-306页

作者：程永伟华东理工大学商学院上海200237

本文研究了主播和商家在直播带货中的合作模式及其决策优化问题。建立了佣金率由直播市场决定情形下和佣金率由双方Nash讨价还价下的三种序贯博弈模型,引入直播人气值、商品折扣率和直播转化率设计了新的直播带货需求函数,分析了不同合... 详细信息

本文研究了主播和商家在直播带货中的合作模式及其决策优化问题。建立了佣金率由直播市场决定情形下和佣金率由双方Nash讨价还价下的三种序贯博弈模型,引入直播人气值、商品折扣率和直播转化率设计了新的直播带货需求函数,分析了不同合作模式下双方的最优运营决策、消费者福利、竞争均势及其合作稳定性。研究结果表明:(1)佣金率由直播市场决定时,双方在6种合作模式下均无法达成合作均衡,且难以通过利润共享或成本分担契约实现长期协作;而引入佣金率协商机制后,可在一定程度上改善直播带货效益。(2)当前商家决定商品折扣率,主播负责直播转化率的合作模式,实际上是一种直播销售效率最低的“囚徒困境”式合作模式;当市场佣金率较高时,由强势“头部”主播来主导直播带货反而是最佳的一种合作模式。(3)直播坑位费并未对双方合作策略的选取产生实质性影响,而主播和商家通过虚标商品市场价并制定高折扣率来获利始终存在较强的“合谋”动机。本文研究可为当前直播市场治理和运营优化提供一定的支持。

关键词：直播电商平台经济合作模式博弈论

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科技伦理治理体系的责任规范研究

科学学研究 2024年

作者：张迪张力伟吉林大学行政学院

负责任的治理与负责任的创新是科技伦理治理的基本议题，科技伦理治理的责任规范是完善科技伦理治理体系的前提。科技伦理治理体系的责任规范是对人类创新活动进行责任约束，使其合乎伦理社会的期望。在其架构中，实现善治愿景是基本起... 详细信息

负责任的治理与负责任的创新是科技伦理治理的基本议题，科技伦理治理的责任规范是完善科技伦理治理体系的前提。科技伦理治理体系的责任规范是对人类创新活动进行责任约束，使其合乎伦理社会的期望。在其架构中，实现善治愿景是基本起点，以明确向善为核心的科技活动伦理边界。在达成协同共建与责任共担的主体行动共识中，进一步形塑以科技为人准则展开的责任网络。在此基础上对治理过程和手段提出了更高的责任落实要求。为此，从价值层面、制度层面、主体层面、保障层面提出系统建议，以期构建并完善科技伦理治理的责任规范体系。

关键词：科技伦理治理体系责任规范负责任的治理负责任的创新

华北克拉通南缘箕山地区新太古代末期地壳演化：来自叶寨花岗岩年代学和地球化学证据

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现代地质 2024年

作者：郭晓伟杨延伟张宇河南省地质研究院河南省资源环境调查一院有限公司

嵩箕地区位于华北克拉通南缘，广泛发育新太古代TTG片麻岩和花岗岩，是探索华北克拉通早前寒武纪地质演化的典型窗口。为进一步加深对华北克拉通南缘箕山地区前寒武纪地壳演化研究认识，新近从登封杂岩中识别出一个叶寨花岗岩体并对其... 详细信息

嵩箕地区位于华北克拉通南缘，广泛发育新太古代TTG片麻岩和花岗岩，是探索华北克拉通早前寒武纪地质演化的典型窗口。为进一步加深对华北克拉通南缘箕山地区前寒武纪地壳演化研究认识，新近从登封杂岩中识别出一个叶寨花岗岩体并对其开展年代学和地球化学研究，以确定其形成时代、成因及构造演化。结果显示，叶寨花岗岩体锆石U-Pb年龄为2506±19 Ma，制约其形成时代为新太古代末期。地球化学研究显示岩体相对高硅(SiO2=66.88%～74.14%)和富碱(Na2O=3.15%～4.09%；K2O=2.06%～5.36%)，过铝质的钙碱性-高钾钙碱性特征(A/CNK=1.03～1.27)。岩石稀土配分曲线表现为轻稀土富集、重稀土亏损的右倾型，表现为不明显或弱正铕异常(δEu=0.76～1.26)。微量元素显示富集大离子亲石元素Rb、U、Th、K，相对亏损高场强元素Nb、Ti、P。微量元素图解中表现为具有高Sr、低Yb和Y的特征，Sr/Y值为22.76～123.81，与埃达克岩地球化学特征相近；岩石的Nb、Y、Rb和Yb之间关系特征与岛弧火山岩相似。综合分析对比认为箕山地区叶寨花岗岩体产于岛弧构造环境，可能是由下伏幔源岩浆引发的上覆加厚下地壳部分熔融形成的。

关键词：二长花岗岩前寒武纪锆石U-Pb定年嵩箕地区华北克拉通

新时代背景下《天然药物化学》课程教学创新与实践

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贵州畜牧兽医 2024年第4期48卷 28-32页

作者：罗祥敏白宗新黄国明贵州中医药大学时珍学院贵州贵阳550025 贵阳台农种养殖有限公司贵州贵阳550300

文章结合新时代背景下的教学要求,分析《天然药物化学》课程教学存在的“难点”问题,通过确立“勤思重用、厚德长技”的教学理念,采取“紧密结合课程知识契合点和案例,全程实施课程思政;定期更新教学内容,引入新兴技术,加强实践教学,衔... 详细信息

文章结合新时代背景下的教学要求,分析《天然药物化学》课程教学存在的“难点”问题,通过确立“勤思重用、厚德长技”的教学理念,采取“紧密结合课程知识契合点和案例,全程实施课程思政;定期更新教学内容,引入新兴技术,加强实践教学,衔接在校与在岗评价;注重勤思重用,鼓励反馈交流,提高学习积极性”等措施开展课程创新改革,取得了较好的教学效果,达到了“懂前沿、强能力、高素质”的教学目标。

关键词：天然药物化学课程创新课程思政教学模式