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以Gd0.1Ce0.9O2-δ为核体的纳米纤维复合阴极的构筑及性能研究

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以Gd0.1Ce0.9O2-δ为核体的纳米纤维复合阴极的构筑及性能研究

作者：邓帅磊河南工业大学

学位级别：硕士

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种能够直接把燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的发电装置,SOFC在高温阶段(800-1000℃)的电极活性高、极化电阻小,但在中低温阶段(500-800℃)存在电极活性差,随温度降低极化电阻急剧升高等问题。目前主要... 详细信息

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种能够直接把燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的发电装置,SOFC在高温阶段(800-1000℃)的电极活性高、极化电阻小,但在中低温阶段(500-800℃)存在电极活性差,随温度降低极化电阻急剧升高等问题。目前主要致力于开发能够应用于中低温的高活性阴极材料以及对现有材料进行改进,其中复合阴极材料因具备多相材料的共有特性和高催化活性而受到研究者的青睐。研究表明,核壳结构的纳米纤维复合阴极可以实现阴极结构的可控构筑,通过优化阴极的微观结构来提升阴极性能。本文结合现有技术和Ce O基材料具有高氧离子电导率和氧空位浓度的特点,采用溶剂热法一步回流制备Gd掺杂Ce O的GdCeO(GDC)纳米线,详细探究了使用溶剂热法合成GDC纳米线的影响因素。在此基础上,提出以合成的GDC纳米线为硬模板,通过表面活性剂F-127将Sm、Sr、Co金属硝酸盐溶液负载到GDC纳米线上,构筑以GDC纳米线为核体的SSC-GDC核壳结构纳米纤维复合阴极,探究复合阴极的电化学性能、氧离子传导的限速步骤和电池的长期稳定性等。主要研究内容如下:(1)系统探究了采用溶剂热法合成GDC纳米线的形成因素,如乙醇与水的体积比(1:2、2:1、1:1)、氨水用量(p H)(6 ml、12 ml、48 ml、60 ml、)、回流时间(8h、10 h、12 h、14 h)及煅烧温度(500℃、600℃、700℃)。通过研究纳米线的XRD结构和微观形貌的变化规律,并经过比表面积(BET)测试比较纳米线的比表面积大小和孔径分布,最终筛选出乙醇与水体积比1:1、氨水用量48 ml(p H=9.46)、回流时间12 h、煅烧温度600℃来作为合成纳米线的最佳实验条件。为了说明GDC纳米线的优势,我们选择与商用GDC纳米颗粒进行对比分析,通过BET、XPS、TG和O-TPD表征发现,GDC纳米线相比GDC纳米颗粒具有更大的比表面积、更高的氧吸附活性和更多的氧空位。使用溶剂热法合成纳米线为研究SOFC阴极提供了一种简便的方法。(2)在GDC纳米线的基础上,通过溶液浸渍法负载SmSrCo O(SSC)制备具有核壳结构的SSC-GDC(5:5、6:4、7:3)纳米纤维复合阴极,可称为SSC5GDC5、SSC6GDC4、SSC7GDC3。XRD测试结果表明SSC与GDC经高温煅烧没有杂质相产生,说明有较好的化学兼容性。通过电化学阻抗谱(EIS)测试,发现SSC6GDC4有最小极化电阻,在650℃时仅为0.060Ωcm,远小于同条件下SSC的极化电阻0.204Ωcm。制备Ni O-GDC|GDC|SSC6GDC4单电池,在750℃有峰值功率密度1038.91 m W·cm。我们还通过同轴静电纺丝法电纺出E-SSC6GDC4纳米纤维复合阴极与SSC6GDC4进行对比分析,结果表明在650℃时SSC6GDC4的极化电阻小于E-SSC6GDC4的极化电阻(0.084Ωcm),证明了溶液浸渍法制备的SSC-GDC复合阴极具有较为优异的电化学性能。

关键词：固体氧化物燃料电池溶剂热法纳米线核壳结构复合阴极

纳米纤维造孔剂对固体氧化物燃料电池性能的影响

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化学工程与装备 2022年第6期 16-18页

作者：刘雨邓帅磊赵祯祥孙旭镯陈静河南工业大学化学化工学院

采用静电纺丝法制备纳米纤维作为固体氧化物燃料电池阳极造孔剂，并将纳米纤维与阳极材料共同煅烧制备阳极支撑体，探究纤维形成孔结构对阳极性能的影响。实验结果表明，采用纳米纤维造孔剂得到的阳极孔隙率约 14.9%，与传统碳粉造孔剂... 详细信息

采用静电纺丝法制备纳米纤维作为固体氧化物燃料电池阳极造孔剂，并将纳米纤维与阳极材料共同煅烧制备阳极支撑体，探究纤维形成孔结构对阳极性能的影响。实验结果表明，采用纳米纤维造孔剂得到的阳极孔隙率约 14.9%，与传统碳粉造孔剂得到的孔隙率相近，但是纳米纤维做造孔剂的阳极中形成了连续贯通的孔结构，孔隙具有低的曲折因子，有利于气体的传输。采用纳米纤维作为造孔剂制备得到的单电池在 650 ℃和 700 ℃的最大功率密度为 0.83 W cm和 0.81 W cm，与碳粉作为造孔剂制备的电池相比，分别提升了 8.43%和 12.34%。

关键词：固体氧化物燃料电池阳极纤维造孔剂

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对称结构固体氧化物燃料电池研究进展

现代技术陶瓷 2023年第2期44卷 129-141页

作者：夏云云邓帅磊孙旭镯李波陈静河南工业大学化学化工学院郑州450001

当采用碳氢化合物作为燃料时,具有同种电极材料的对称固体氧化物燃料电池(Symmetric Solid Oxide Fuel Cell,SSOFC)通过阴极和阳极的周期性转换,提高了阳极的抗焦化和抗硫中毒能力。通过对近几年来对称电极的分类和整理,总结了已有对称... 详细信息

当采用碳氢化合物作为燃料时,具有同种电极材料的对称固体氧化物燃料电池(Symmetric Solid Oxide Fuel Cell,SSOFC)通过阴极和阳极的周期性转换,提高了阳极的抗焦化和抗硫中毒能力。通过对近几年来对称电极的分类和整理,总结了已有对称电极的优缺点。综合分析表明,发现适用于除了La_(0.8)Sr_(0.2)Ga_(0.8)Mg_(0.2)O_(3-δ)(LSGM)电解质的单相稳定氧化物对称电极或者开发出新的对称电极材料是必要的。

关键词：对称固体氧化物燃料电池对称电极钙钛矿

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肉制品3D打印技术及应用进展

食品工业科技 2024年

作者：肖帅磊姜宇童强大连工业大学机械工程与自动化学院海洋食品加工与安全控制全国重点实验室国家海洋食品工程技术研究中心辽宁省海产品精深加工产业共性技术创新平台大连市中式预制食品技术创新中心

肉类食品在人类饮食中扮演着重要角色，但传统肉类生产面临着资源消耗和环境影响等诸多挑战。近年来，3D打印技术在食品领域因其可实现食品复杂结构、个性化定制和降低资源消耗等优势，在肉制品领域展现出巨大的应用前景，有望在一定程... 详细信息

肉类食品在人类饮食中扮演着重要角色，但传统肉类生产面临着资源消耗和环境影响等诸多挑战。近年来，3D打印技术在食品领域因其可实现食品复杂结构、个性化定制和降低资源消耗等优势，在肉制品领域展现出巨大的应用前景，有望在一定程度上缓解传统肉制品行业所面临的资源消耗和环境影响等挑战。本文在概述食品3D打印技术的基本原理、常见打印方式和打印原料种类基础上，综述了3D打印肉制品的应用，包括家禽肉制品、海洋肉制品、牛肉制品和人造肉制品。最后，本文提出了3D打印肉制品所面临的挑战和应用前景，为未来的肉制品研究方向提供有意义的指导。

关键词： 3D打印肉制品食品加工人造肉

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3D打印技术在食品领域中的研究进展

食品与发酵工业 2024年

作者：童强佟垚吴豪肖帅磊姜宇大连工业大学机械工程与自动化学院海洋食品加工与安全控制全国重点实验室国家海洋食品工程技术研究中心辽宁省海产品精深加工产业共性技术创新平台大连市中式预制食品技术创新中心

随着国家“十四五规划中”关于构建特色食品工业体系的提出，传统的食品加工技术也向着构建多元化的创新型技术转变。食品3D打印技术因具备个性化定制、加工精度高、营养均衡和绿色生产的优势，为构建特色创新型食品加工方式提供新思路... 详细信息

随着国家“十四五规划中”关于构建特色食品工业体系的提出，传统的食品加工技术也向着构建多元化的创新型技术转变。食品3D打印技术因具备个性化定制、加工精度高、营养均衡和绿色生产的优势，为构建特色创新型食品加工方式提供新思路。该文通过调研分析，介绍了当前食品3D打印的最新进展，系统讨论了食品3D打印技术在加工精度、营养均衡、按需生产、绿色生产方面的应用以及优势，指出了当前食品3D打印技术所面临的挑战，如设备的改进优化，食材的拓展以及经济效益等方面。最后该文展望了食品3D打印技术的未来发展趋势和方向，旨在为构建多元化的创新型食品加工技术提供参考。

关键词： 3D打印增材制造食品加工成型原理打印材料

母亲心理控制经历对青少年非适应性完美主义的影响:基于代际传递视角

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中国临床心理学杂志 2024年第5期 1052-1056+1051页

作者：于静王佳宁雷雪涌连帅磊廊坊燕京职业技术学院哈尔滨师范大学佳木斯市第七中学长江大学

目的：探讨母亲心理控制经历对青少年非适应性完美主义的影响，以及母亲完美主义与母亲心理控制在其中的作用机制。方法：采用父母心理控制量表（PCS-YSR）、Hewitt多维完美主义量表（MPS）、父母心理控制问卷（PPCQ）、Frost多维完美... 详细信息

目的：探讨母亲心理控制经历对青少年非适应性完美主义的影响，以及母亲完美主义与母亲心理控制在其中的作用机制。方法：采用父母心理控制量表（PCS-YSR）、Hewitt多维完美主义量表（MPS）、父母心理控制问卷（PPCQ）、Frost多维完美主义量表（FMPS）对330名青少年及其母亲进行亲子配对问卷调查。结果：（1）在控制了母亲受教育水平、母亲年龄之后，母亲心理控制经历、母亲完美主义、母亲心理控制与青少年非适应性完美主义两两之间均存在显著正相关。（2）母亲心理控制经历对青少年非适应性完美主义的总效应显著，直接效应不显著。（3）母亲心理控制经历可通过母亲完美主义和母亲心理控制的单独中介和链式中介影响青少年非适应性完美主义。结论：母亲完美主义和母亲心理控制在母亲心理控制经历和青少年非适应性完美主义之间起链式中介作用。这一结论有助于从代际传递视角理解母亲心理控制经历对青少年非适应性完美主义的作用机制，为促进青少年健康人格发展提供参考。

关键词：母亲心理控制经历非适应性完美主义代际传递青少年

基于人工智能高效近场扫描的瞬态强电磁干扰传导耦合路径可视化

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电子科技大学学报 2024年第4期53卷 495-502页

作者：杨振中谢雨婷许潘邓帅荣中国工程物理研究院微系统与太赫兹研究中心成都610200 中国工程物理研究院电子工程研究所绵阳621000 浙江大学信息与电子工程学院杭州310058

在高压电子系统中,瞬态强电磁干扰会通过空间辐射、传导耦合等方式影响低压控制区的正常工作,在该工况下系统的电磁兼容问题较为突出。该文在时域电流测试与近场扫描结合的基础上,提出了一种改进的人工智能近场扫描算法,可实现强瞬态电... 详细信息

在高压电子系统中,瞬态强电磁干扰会通过空间辐射、传导耦合等方式影响低压控制区的正常工作,在该工况下系统的电磁兼容问题较为突出。该文在时域电流测试与近场扫描结合的基础上,提出了一种改进的人工智能近场扫描算法,可实现强瞬态电磁干扰下传导耦合路径的高效可视化,据此采取了相应的整改措施并解决了系统中的电磁干扰问题。与传统近场扫描方法相比,该文提出的人工智能算法可大幅度提高测试效率。此外,还分析了不同参数的选择对该人工智能算法稳定性的影响,提出了一种自动停止扫描的判决标准,该判决标准使人工智能近场扫描算法不需要人为干预,从而具有更高的智能化与鲁棒性。

关键词：高压电子系统瞬态强电磁干扰近场扫描耦合路径人工智能近场扫描算法

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3D打印技术在太空食品加工领域的研究进展

食品科学 2024年第18期45卷 299-306页

作者：童强肖帅磊李易姜宇董秀萍大连工业大学机械工程与自动化学院辽宁大连116034 海洋食品加工与安全控制全国重点实验室国家海洋食品工程技术研究中心辽宁省海产品精深加工产业共性技术创新平台大连市中式预制食品技术创新中心辽宁大连116034 大连工业大学食品交叉科学研究院辽宁大连116034

随着我国“太空180”试验的成功以及“太空母港”计划和载人火星探索计划的提出,宇航员在深空中的长期任务逐渐增多,因此,太空食品的供应技术也面临着新的挑战。3D打印技术又称为增材制造技术,因其可实现食品高度定制化和个性化,为解决... 详细信息

随着我国“太空180”试验的成功以及“太空母港”计划和载人火星探索计划的提出,宇航员在深空中的长期任务逐渐增多,因此,太空食品的供应技术也面临着新的挑战。3D打印技术又称为增材制造技术,因其可实现食品高度定制化和个性化,为解决航天饮食问题提供了新思路。本文通过调研分析,介绍了常见的食品3D打印方式,系统讨论了3D打印技术在设计制作太空食品形状、调控营养成分及口味方面的应用以及实现太空食品长期储存和运输方面的优势,提出了3D打印食品在太空环境中生产存在的独特问题,包括微重力条件下的打印成型、宇宙辐射对材料和设备的影响等,展望了3D打印太空食品技术发展的趋势和未来方向,旨在为太空食品创新提供参考借鉴。

关键词：太空食品 3D打印宇航员增材制造

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激光技术在食品3D打印中的应用及发展趋势

食品科学 2024年

作者：童强肖帅磊姜宇董秀萍庞桂兵大连工业大学机械工程与自动化学院海洋食品加工与安全控制全国重点实验室国家海洋食品工程技术研究中心辽宁省海产品精深加工产业共性技术创新平台大连市中式预制食品技术创新中心大连工业大学食品交叉科学研究院

随着食品3D打印技术的快速发展，各种辅助技术与其结合创新应用越来越受关注。而激光技术具有精确、高能量和快速实现材料成型等特点，与食品3D打印技术的个性化定制优势高度契合，两者结合在食品加工领域展现出巨大应用前景。本文在介... 详细信息

随着食品3D打印技术的快速发展，各种辅助技术与其结合创新应用越来越受关注。而激光技术具有精确、高能量和快速实现材料成型等特点，与食品3D打印技术的个性化定制优势高度契合，两者结合在食品加工领域展现出巨大应用前景。本文在介绍食品3D打印技术和激光技术发展现状的基础上，着重阐述了激光技术在食品3D打印中的应用，包括激光参数（如波长、功率、脉冲等）和工艺优势。同时，本文指出了激光技术在食品3D打印应用中所面临的挑战，如激光照射下的食品安全、应用局限等问题。最后，本文对两种技术深度融合的发展趋势进行了总结与展望，指明了未来发展方向，为激光技术在食品3D打印领域的创新应用提供理论参考。

关键词：食品3D打印增材制造激光技术食品加工