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Self-supported copper-based gas diffusion electrodes improve the local CO_(2)concentration for efficient electrochemical CO_(2)reduction

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Frontiers of Chemical Science and Engineering 2024年第3期18卷 51-62页

作者： azeem mustafa Bachirou Guene Lougou Yong Shuai Zhijiang Wang Haseeb-ur-Rehman Samia Razzaq Wei Wang Ruming Pan Jiupeng Zhao Key Laboratory of Aerospace Thermophysics of MIIT Harbin Institute of TechnologyHarbin150001China School of Energy Science and Engineering Harbin Institute of TechnologyHarbin150001China MIIT Key Laboratory of Critical Materials Technology for New Energy Conversion and Storage School of Chemistry and Chemical EngineeringHarbin Institute of TechnologyHarbin150001China Mechanical Engineering Department University of Engineering and TechnologyTaxila47050Pakistan School of Aerospace Mechanical and Mechatronics EngineeringUniversity of SydneySydney2006Australia

Electrochemical CO_(2)reduction is a sustainable approach in green chemistry that enables the production of valuable chemicals and fuels while mitigating the environmental impact associated with CO_(2)*** its several advantages,this technology suffers from an intrinsically low CO_(2)solubility in aqueous solutions,resulting in a lower local CO_(2)concentration near the electrode,which yields lower current densities and restricts product *** diffusion electrodes(GDEs),particularly those with tubular architectures,can solve these issues by increasing the local CO_(2)concentration and triple-phase interface,providing abundant electroactive sites to achieve superior reaction *** this study,robust and self-supported Cu flow-through gas diffusion electrodes(FTGDEs)were synthesized for efficient formate production via electrochemical CO_(2)*** were further compared with traditional Cu electrodes,and it was found that higher local CO_(2)concentration due to improved mass transfer,the abundant surface area available for the generation of the triple-phase interface,and the porous structure of Cu FTGDEs enabled high formate Faradaic efficiency(76%)and current density(265 mA¸cm^(−2))at–0.9 V *** hydrogen electrode(RHE)in 0.5 mol·L^(−1)*** combined phase inversion and calcination process of the Cu FTGDEs helped maintain a stable operation for several *** catalytic performance of the Cu FTGDEs was further investigated in a non-gas diffusion configuration to demonstrate the impact of local gas concentration on the activity and performance of electrochemical CO_(2)*** study demonstrates the potential of flow-through gas-diffusion electrodes to enhance reaction kinetics for the highly efficient and selective reduction of CO_(2),offering promising applications in sustainable electrochemical processes.

关键词： CO_(2)electroreduction flow-through delivery hollow fiber structure local concentration formate

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Current technology development for CO2 utilization into solar fuels and chemicals:A review

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Journal of Energy Chemistry 2020年第10期29卷 96-123页

作者： azeem mustafa Bachirou Guene Lougou Yong Shuai Zhijiang Wang Heping Tan Key Laboratory of Aerospace Thermophysics of MIIT Harbin Institute of TechnologyHarbin 150001HeilongjiangChina School of Energy Science and Engineering Harbin Institute of TechnologyHarbin 150001HeilongjiangChina MIIT Key Laboratory of Critical Materials Technology for New Energy Conversion and Storage School of Chemistry and Chemical EngineeringHarbin Institute of TechnologyHarbin 150001HeilongjiangChina

The continuous consumption of fossil fuels causes two important impediments including emission of large concentrations of CO2 resulting in global warming and alarming utilization of energy *** conversion of greenhouse gas CO2 into solar fuels can be an expedient accomplishment for the solution of both problems,all ***2 reutilization into valuable fuels and chemicals is a great challenge of the current *** to limitations in traditional approaches,there have been developed many novel technologies such as photochemical,biochemical,electrochemical,plasma-chemical and solar *** are currently being used for CO2 capture,sequestration,and utilization to transform CO2 into valuable products such as syngas,methane,methanol,formic acid,as well as fossil fuel consumption *** review summarizes different traditional and novel thermal technologies used in CO2 conversion with detailed information about their working principle,types,currently adopted methods,developments,conversion rates,products formed,catalysts and operating ***,a comparison of these novel technologies in terms of distinctive key features such as conversion rate,yield,use of earth metals,renewable energy,investment,and operating cost has been provided in order to have a useful review for future research direction.

关键词： Photochemical Biochemical Electrochemical Plasma chemical Solar thermochemical processes

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轴流风扇的优化设计及其对电机冷却性能的影响

轴流风扇的优化设计及其对电机冷却性能的影响

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作者： azeem mustafa 哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

轴流风扇在许多工业应用中占有重要的地位,其主要目的是为传热和传质提供大量与旋转轴平行的气流,不同容量的轴流风扇广泛用于各种工业设备和工艺,如纺织厂、化肥工业、化工、制药以及发电等主要行业。然而,轴流风扇在大容量电动机的行... 详细信息

轴流风扇在许多工业应用中占有重要的地位,其主要目的是为传热和传质提供大量与旋转轴平行的气流,不同容量的轴流风扇广泛用于各种工业设备和工艺,如纺织厂、化肥工业、化工、制药以及发电等主要行业。然而,轴流风扇在大容量电动机的行业中强化传热的效果更为明显,得到广泛应用。本文介绍了空冷电机轴流风扇的计算流体动力学(CFD)模型。利用Solidworks软件建立包括风扇叶片、风扇箱、风扇轴、护罩、轮毂和旋转壁面在内的计算域物理模型并采用GAMBIT软件进行网格划分。采用ANSYS FLUENT 16软件进行数值模拟,研究了安装角度、出口压力变化以及叶片数量对轴流风扇运行性能的影响。此外,还研究了湍流模型和叶片厚度对风扇吸入的空气体积流量的影响。本文还研究了风扇出口前方不同位置处湍流强度的变化特征,试图探索风扇湍流强度变化对电机冷却效果的影响,找到风扇在电机前方轴上的最佳位置。为了保证计算结果的准确性,对完整模型和简化模型的体积流量进行了对比。本文采用有限体积法对三维湍流方程进行数值求解。结果表明,体积流量随着出口压力的增加而减小。当安装角度增加时,轴流风扇的体积流量和效率值更高,在角度为30°、风扇叶片数为19个时最高。标准SST k-ω模型和标准k-ε模型的模拟结果基本相似,但SST k-ω模型的计算精度略好于标准k-ε模型。当减小叶片厚度时,体积流量显著下降。湍流强度分析表明,风扇附近的紊流强度值较高,但线性减小到第五个监测面,然后开始增加。该研究可为轴流风扇的优化设计提供相关参考,有助于风扇的改进以提高系统的整体冷却性能。

关键词：流风扇优化设计安装角度计算流体动力学

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屏蔽电机定子端部氮气腔温度场计算方法分析

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大电机技术 2017年第6期 16-21页

作者：仲维滨周超 mustafa azeem 路义萍哈尔滨电气动力装备有限公司哈尔滨150000 哈尔滨理工大学机械动力工程学院哈尔滨150080 科特阿杜电力有限公司穆扎法尔讷格尔34200

核主泵屏蔽电机的热设计是涉及核电发展的一个关键因素,直接关系到电机能否安全运行60年。针对某屏蔽电机结构紧凑、内部损耗大,特别是氮气腔内散热条件差,定子绕组容易超温等特点,本文基于有限体积法,根据计算流体动力学(CFD)原理,分... 详细信息

核主泵屏蔽电机的热设计是涉及核电发展的一个关键因素,直接关系到电机能否安全运行60年。针对某屏蔽电机结构紧凑、内部损耗大,特别是氮气腔内散热条件差,定子绕组容易超温等特点,本文基于有限体积法,根据计算流体动力学(CFD)原理,分别进行了常规不考虑与考虑辐射换热两种算法时的电机内温度场数值模拟,获得了电机内的三维温度分布,并分析了定子端部氮气腔内的自然对流换热系数和热流密度等传热特性。此外,还对比了两种计算方法电机内温度分布的差异。计算结果表明,两种计算方法的峰值数值模拟结果与实验数据的相对误差分别是+3.6%、-4.2%。所得结论为对我国开发具有自主知识产权的同类电机产品具有重要参考价值。

关键词：辐射换热温度场计算方法定子端部腔屏蔽电机 CFD

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