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Application progress of small-scale proton exchange membrane fuel cell

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能源评论(英文) 2023年第2期2卷 1-12页

作者： Zixuan Wang Zhi Liu Linhao Fan Qing Du kui jiao State Key Laboratory of Engines Tianjin University135 Yaguan RoadTianjin300350China National Industry-Education Platform of Energy Storage Tianjin University135 Yaguan RoadTianjin300350China

Proton exchange membrane fuel cells(PEMFCs)are promising power sources owing to their high-power/energy densities and low pollution *** the increasing demand for electricity for various low-power devices,small-scale storage of electricity encountered bottle-neck,which provides new opportunities for *** to the high specific energy of PEMFCs,the utilization of this technology for small-scale applications has recently attracted significant *** recent years,considerable effort has been made to advance PEMFC technology and applications,especially in the small-scale PEMFC commercial *** current review provides a holistic overview of the cutting-edge developments of small-scale PEMFCs in the transportation,stationary,and portable power generator *** particular,we examine current literature on the development of small-scale PEMFCs and discuss the operating complexity of PEMFC systems for different ***,we provide a forwardlooking perspective on the strategies for small-scale high-specific-power PEMFC systems.

关键词： Small-scale proton exchange membrane fuel cell Transportation Stationary Portable Applications

3,3′,5,5′-四甲基联苯胺在铂网栅光透电极上的薄层光谱电化学

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应用化学 2005年第4期22卷 355-360页

作者：杨涛焦奎王增健中国海洋大学化学化工学院青岛科技大学化学与分子工程学院青岛266042

采用薄层循环伏安法、薄层恒电位电解吸收光谱法、薄层单电位阶跃计时吸收法、薄层双电位阶跃计时吸收法等技术对3, 3′, 5, 5′-四甲基联苯胺(TMB)在B R缓冲溶液中于铂网栅光透电极上的电氧化性质进行了研究。TMB在pH=2 .0至pH7 .0时为... 详细信息

采用薄层循环伏安法、薄层恒电位电解吸收光谱法、薄层单电位阶跃计时吸收法、薄层双电位阶跃计时吸收法等技术对3, 3′, 5, 5′-四甲基联苯胺(TMB)在B R缓冲溶液中于铂网栅光透电极上的电氧化性质进行了研究。TMB在pH=2 .0至pH7 .0时为1步电氧化过程,产物为偶氮化合物,循环伏安图上为1对良好的氧化还原峰。测得了TMB的克式量电位E0′,电子转移数n。

关键词：薄层光谱电化学四甲基联苯胺电氧化铂网栅光透电极

不同流场下进气对质子交换膜燃料电池性能的影响

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工程热物理学报 2021年第2期42卷 413-417页

作者： Aezid-Ul-Hassan Najmi 刘智杜青焦魁天津大学内燃机国家重点实验室天津300350

流场的结构对于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的水管理和气体的传递具有十分重要的影响,相关研究一直是燃料电池的研究热点与重点。本文以纯氧气和空气作为阴极氧化剂,通过电池的性能测试、极化曲线和电化学阻抗分析等原位实验,分析了气体... 详细信息

流场的结构对于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的水管理和气体的传递具有十分重要的影响,相关研究一直是燃料电池的研究热点与重点。本文以纯氧气和空气作为阴极氧化剂,通过电池的性能测试、极化曲线和电化学阻抗分析等原位实验,分析了气体的流动与传输、不同流场下的电流密度、入口反应气体浓度等条件对电池性能的影响。实验结果表明,提高氧气浓度可以获得更好的质子交换膜燃料电池性能和最小化活化损失,纯氧气、波状流场的使用效果随进气量的变化而有明显的变化。

关键词：质子交换膜燃料电池(PEMFC) 波状流场原位实验进气

灿烂甲酚蓝在DNA修饰金电极上的电化学行为

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物理化学学报 2007年第4期23卷 499-502页

作者：孙伟杨茂霞钟江华焦奎青岛科技大学化学与分子工程学院山东青岛266042

利用自组装技术将巯基乙醇固定在金电极表面形成巯基乙醇自组装膜修饰金电极,用乙基-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)为偶联试剂,分别将鲱鱼精单链DNA(ssDNA)和双链DNA(dsDNA)固定于金电极表面形成ssDNA和d... 详细信息

利用自组装技术将巯基乙醇固定在金电极表面形成巯基乙醇自组装膜修饰金电极,用乙基-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)为偶联试剂,分别将鲱鱼精单链DNA(ssDNA)和双链DNA(dsDNA)固定于金电极表面形成ssDNA和dsDNA修饰电极.考察了灿烂甲酚蓝(BCB)在不同DNA修饰电极上的电化学行为,结果表明,BCB在ssDNA和dsDNA修饰电极上的吸附常数分别为1.67×10~4和3.22×10~4L·mol^(-1),BCB与ssDNA主要以静电作用结合,而与dsDNA作用存在静电和嵌插两种模式.dsDNA对BCB具有更高的亲和力,使BCB可以作为一种有效的电化学杂交指示剂.

关键词：巯基乙醇 DNA 自组装膜金电极电化学灿烂甲酚蓝

基于聚硫堇/过氧化氢光电化学敏感界面的胆碱传感器

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分析化学 2011年第6期39卷 886-889页

作者：赵常志俞佳赵改爽焦奎青岛科技大学化学与分子工程学院

将胆碱氧化酶固定在具有光电活性的聚硫堇光透电极的表面,利用壳聚糖和戊二醛键合胆碱氧化酶制备了光致电化学胆碱传感器。此传感器基于同时具有光敏和电子受体功能的聚硫堇光电界面,能与胆碱氧化酶催化胆碱反应产生的电子供体(H2O2)发... 详细信息

将胆碱氧化酶固定在具有光电活性的聚硫堇光透电极的表面,利用壳聚糖和戊二醛键合胆碱氧化酶制备了光致电化学胆碱传感器。此传感器基于同时具有光敏和电子受体功能的聚硫堇光电界面,能与胆碱氧化酶催化胆碱反应产生的电子供体(H2O2)发生光致电化学反应的原理,实现了对胆碱的检测。探讨了传感器的光致电化学响应机理、偏压、光强及电解质溶液pH对测定胆碱的影响。传感器对胆碱的测定范围为0.05～2.00 mmol/L;灵敏度为65.7 nA(mmol/L)-1;检出限为30μmol/L。此传感器的制备和检测不需要过氧化物酶及电子中介物,经济、简便且快速。

关键词：胆碱传感器光致电化学聚硫堇过氧化氢胆碱

以乙二胺为手臂分子制备的DNA修饰电极及其伏安性能

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高等学校化学学报 2005年第5期26卷 841-843,F012页

作者：焦奎徐桂云张旭志米春华青岛科技大学化学与分子工程学院青岛266042

Carboxyl was formed on the surface of glassy carbon electrode(GCE) by electrochemical oxidation. Ethylenediamine(En) was used as the arm molecule to link carboxyl with dsDNA using 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)-carbodiimide hydrochloride(EDC) and N-hydroxysuccinimide(NHS) as the activators to prepare dsDNA modified electrode(dsDNA/En/GCE). It was shown that dsDNA could be covalently immobilized on the surface of GCE. ssDNA modified electrode(ssDNA/En/GCE) was obtained via the thermal denaturation of dsDNA/En/GCE. The dsDNA/En/GCE and ssDNA/En/GCE were characterized by voltammetry with methylene blue(MB) as the indicator. The results indicated that the currents of the redox peaks of MB at ssDNA/En/GCE were larger than those at dsDNA/En/GCE, and the currents of the redox peaks at En/GCE were the smallest. The peak-currents of MB at the DNA modified electrode had good reproducibility after multi-denaturation and hybridization cycles.

关键词：脱氧核糖核酸(DNA) 乙二胺共价固定伏安法亚甲基蓝

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固体氧化物电解池结构对其性能的影响研究

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2019年第11期52卷 1171-1178页

作者：尹燕杜迎梦焦魁杜青张国宾天津大学机械工程学院

固体氧化物电解池(SOEC)能利用可再生能源发电电能高效地将水和二氧化碳转化为氢气和一氧化碳等燃料,同时具有高效、低成本、规模易控等优点,被认为是最有前景的储能方式.固体氧化物电解池结构变化会对电解池导电性能产生影响,同时,显... 详细信息

固体氧化物电解池(SOEC)能利用可再生能源发电电能高效地将水和二氧化碳转化为氢气和一氧化碳等燃料,同时具有高效、低成本、规模易控等优点,被认为是最有前景的储能方式.固体氧化物电解池结构变化会对电解池导电性能产生影响,同时,显著影响电解池内部的气体传输和传热过程,对电解池性能优化十分重要.为探究结构组成对固体氧化物电解池性能的影响,本文建立了一个固体氧化物电解池共电解水和二氧化碳的三维模型,分析加入阳极气体扩散层(AGDL)和金属泡沫流场对电解池极化曲线、过电势和气体分布等的影响.分析结果表明:相比于没有AGDL的电解池,加入AGDL可以改善脊下气体在催化层和流道之间的传输,同时增大电子传输横截面积,从而减小可逆电压和欧姆过电势.随着AGDL厚度增加,电解池性能改善幅度逐渐变小.将普通流场替换成金属泡沫流场可通过改善流场和多孔电极的气体传输,降低电解电压和提高电解效率.增加阳极泡沫厚度可以在一定程度上改善SOEC性能.而两极均采用金属泡沫流场,由于阳极金属泡沫避免了脊下多孔介质中的氧气积聚,可以进一步提高电解池性能,但性能提升相对较小.

关键词：固体氧化物电解池金属泡沫气体扩散层共电解气体分布

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光伏发电制氢储能系统仿真及性能分析研究

工程热物理学报 2022年第10期43卷 2653-2658页

作者：张帆王博文樊林浩刘智焦魁天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300350

本文构建了包括光伏发电设备、电解池、高压氢储罐以及燃料电池在内的光伏发电制氢储能系统仿真模型,并对系统内部气液两相传输以及能量传输效率进行了预测和分析。结果显示,随电流密度增加,电解池电极内液态水和氧气饱和度分别呈下降... 详细信息

本文构建了包括光伏发电设备、电解池、高压氢储罐以及燃料电池在内的光伏发电制氢储能系统仿真模型,并对系统内部气液两相传输以及能量传输效率进行了预测和分析。结果显示,随电流密度增加,电解池电极内液态水和氧气饱和度分别呈下降和上升趋势,最后趋于平衡。系统的发电量随光照辐射强度增加和环境温度下降而提高,太阳能整体利用效率在2%~4%之间。最后,以天津地区的气象参数为例,计算了系统的储氢量、发电量和能量转换效率。

关键词：可再生能源系统电解池燃料电池气液两相传输

聚合物膜与自组装膜法制备电化学DNA传感器的研究进展

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分析测试学报 2007年第3期26卷 431-437,444页

作者：杨涛杨婕张伟焦奎青岛科技大学化学与分子工程学院山东青岛266042

介绍了DNA电化学生物传感器的研究现状、原理和结构,对DNA探针固定(尤其是聚合物与自组装膜法固定DNA)以及应用方面的最新研究进展进行了综述。

关键词：聚合物膜自组装膜电化学DNA传感器