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基于自适应步进式PI控制的燃料电池氢压控制研究

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机械工程师 2024年第10期 151-156页

作者：葛丽霞吕健璐嘉兴南洋职业技术学院浙江嘉兴314000 浙江锋源氢能科技有限公司浙江嘉兴314200

燃料电池系统氢气进堆压力控制中,特别是在关机补气、保压测漏等特殊工况下,容易发生超调现象,超调引起的过高氢压或者压差故障,可能对电堆造成损伤。针对该问题,文中提出了一种自适应的步进式氢压控制方法。根据不同运行工况,可对控制... 详细信息

燃料电池系统氢气进堆压力控制中,特别是在关机补气、保压测漏等特殊工况下,容易发生超调现象,超调引起的过高氢压或者压差故障,可能对电堆造成损伤。针对该问题,文中提出了一种自适应的步进式氢压控制方法。根据不同运行工况,可对控制参数进行适应调节,并以步进的方式控制氢压到达目标值。通过建立氢气路的压力流量模型,并在Matlab/Simulink中进行算法的仿真验证,最后通过实验对比,证明了该自适应步进式PI控制,比传统的PI控制响应更快,且能抑制氢压超调。

关键词：燃料电池系统氢压控制超调量自适应步进式PI

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冰箱压缩机活塞轻量化优化分析

机械制造 2024年第5期62卷 20-23,9页

作者：葛丽霞吕健璐王挺胡传甫嘉兴南洋职业技术学院浙江嘉兴314000 浙江锋源氢能科技有限公司浙江嘉兴314200 嘉兴大学浙江嘉兴314000

在对冰箱压缩机活塞参数进行计算,对活塞材料特性进行分析的基础上,对活塞进行轻量化优化。通过建模,对优化前后的冰箱压缩机活塞进行仿真分析,得到活塞受到的侧向力和曲轴受到的作用力。对装配优化后活塞的冰箱压缩机进行寿命试验,并... 详细信息

在对冰箱压缩机活塞参数进行计算,对活塞材料特性进行分析的基础上,对活塞进行轻量化优化。通过建模,对优化前后的冰箱压缩机活塞进行仿真分析,得到活塞受到的侧向力和曲轴受到的作用力。对装配优化后活塞的冰箱压缩机进行寿命试验,并对优化前后的活塞进行冰箱压缩机装机测试,确认活塞轻量化优化效果良好,可以为提高冰箱压缩机效率及降低成本提供参考。

关键词：冰箱压缩机活塞轻量化分析

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质子交换膜燃料电池仿真模型并行计算与优化

上海交通大学学报 2024年

作者：刘克郝亮耿珺陈洵陆维国家电投集团氢能科技发展有限公司

为实现质子交换膜燃料电池与电堆的高效和高精度仿真，本文基于FLUENT求解器开发了一套三维耦合一维的混合维度仿真程序，深入分析了FLUENT内置的Global Summations宏（PRF＿GRSUM）对燃料电池仿真程序并行求解效率的影响，并基于混合... 详细信息

为实现质子交换膜燃料电池与电堆的高效和高精度仿真，本文基于FLUENT求解器开发了一套三维耦合一维的混合维度仿真程序，深入分析了FLUENT内置的Global Summations宏（PRF＿GRSUM）对燃料电池仿真程序并行求解效率的影响，并基于混合维度模型的数据耦合特性，创新性地提出了数据压缩同步法和数据筛选标记法两种新的并行策略。本文详细阐述了三种数据交换方法的原理和流程，并通过简化模型测试了它们对程序求解效率的影响，结果表明采用数据筛选标记法相比于使用PRF＿GRSUM宏方法，计算包含百节电池的燃料电池堆的加速比达到112.5倍。

关键词：质子交换膜燃料电池并行计算混合维度模型数据筛选标记法

纳米钛酸钡前体热分解反应动力学及颗粒演化机理

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化工进展 2024年第7期43卷 3987-3995页

作者：张昊陆小明中国电子工程设计院股份有限公司北京100142 世源科技工程有限公司北京100142 元颉新材料科技(浙江)有限公司浙江海宁314415

钛酸钡具有介电常数高、介电损耗低等优良性能,是制备多层陶瓷电容器等元件的基础原料。以草酸盐共沉淀法制备的纳米钛酸钡前体为原料,采用热重-质谱联用分析仪研究了其热分解特性和气体析出特性,揭示了纳米钛酸钡前体热分解反应的机理... 详细信息

钛酸钡具有介电常数高、介电损耗低等优良性能,是制备多层陶瓷电容器等元件的基础原料。以草酸盐共沉淀法制备的纳米钛酸钡前体为原料,采用热重-质谱联用分析仪研究了其热分解特性和气体析出特性,揭示了纳米钛酸钡前体热分解反应的机理,利用kissinger-akahira-sunose(KAS)法和flynn-wall-ozawa(FWO)法进行了反应动力学计算,并采用扫描电子显微镜(SEM)观察了热分解产物的微观形貌,分析了颗粒的演化机理。结果显示:纳米钛酸钡前体热分解过程可分为4个失重阶段,第一阶段为水分析出,第二阶段的析出气体为CO和CO_(2),第三和第四阶段的析出气体为CO_(2),据此推导出了各阶段涉及的反应式;随着升温速率的提高,各失重阶段对应的最大失重速率温度均向高温区移动,第四阶段向高温区移动的幅度最大,达到113℃,但该阶段在30℃/min条件下的失重速率最快、反应得到强化;FWO模型更适用于描述纳米钛酸钡前体的热分解过程,四个阶段的平均反应活化能分别为67.89kJ/mol、208.92kJ/mol、494.04kJ/mol和195.11kJ/mol,第三阶段的反应活化能最高、反应较难发生;在纳米钛酸钡前体热分解过程中,宏观大颗粒会演化成微观小颗粒的聚集体,较高的恒温温度会导致颗粒粒径变大,因此恒温温度不宜超过900℃。研究结果为纳米钛酸钡前体热分解工艺参数的选择提供了理论依据。

关键词：钛酸钡前体热分解动力学热重-质谱颗粒演化

侧链型聚(靛红-联苯)阴离子交换膜水电解性能

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工程塑料应用 2024年第5期52卷 43-49页

作者：张安然李黎明马颖肖文涛李非凡张玉广中船(邯郸)派瑞氢能科技有限公司河北邯郸056010

对阴离子交换膜(AEM)进行分子结构设计,制备出满足AEM水电解技术需求的高碱稳定性、高电导率的AEM。通过超强酸催化反应制备出具有高碱稳定性的聚(靛红-联苯)(PBPIN)主链;门秀金反应制备出含有高碱稳定性阳离子(哌啶阳离子)以及烷基间... 详细信息

对阴离子交换膜(AEM)进行分子结构设计,制备出满足AEM水电解技术需求的高碱稳定性、高电导率的AEM。通过超强酸催化反应制备出具有高碱稳定性的聚(靛红-联苯)(PBPIN)主链;门秀金反应制备出含有高碱稳定性阳离子(哌啶阳离子)以及烷基间隔基的侧链(6C-Pip);门秀金反应将6C-Pip侧链接枝到PBPIN中制备出PBPIN-6CPip膜。为了验证PBPIN-6C-Pip膜的高碱稳定性以及高电导率,对其在高温KOH溶液中进行了碱稳定性测试,PBPIN-6C-Pip膜在80℃、1 M KOH溶液中浸泡900 h后离子交换容量保留率高达97.02%;对其进行了电导率测试以及透射电子显微镜表征,PBPIN-6C-Pip膜在80℃的纯水中电导率可达88.2 mS/cm,同时具有良好的微相分离结构。对AEM电解槽运行参数(KOH溶液浓度、温度、循环方式)进行了系统地研究后,在最优运行参数下(80℃、2 M KOH,2.0 V),对PBPIN-6C-Pip膜进行了水电解性能测试,电流密度可达1.20 A/cm^(2),在此电流密度下运行700 h后电解槽的电流衰减率仅为0.16 mA/(cm^(2)·h)。通过制备出含有高碱稳定性阳离子与无氧主链的侧链型AEM,验证了无氧主链与侧链结构在AEM碱稳定性与电导率提升方面的潜力,为后续研究提供了实验基础。

关键词：侧链型阴离子交换膜聚(靛红-联苯) 阴离子交换膜 AEM电解槽运行参数水电解制氢技术

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印染污泥焚烧过程氯元素代谢及调控

环境工程学报 2024年第8期18卷 2311-2318页

作者：俞彩孟张东明李梦圆严坤杨晨吕洪炳田金平陈亚林陈吕军浙江浙能兴源节能科技有限公司清华大学环境学院

印染污泥热值高，焚烧热电联产具有积极的减碳效应。但因行业特点，印染污泥含氯高，对锅炉安全运行和烟气超低排放带来新的技术难题。定量揭示印染污泥焚烧过程氯元素的组成及迁移代谢特征，并开展精细化氯物质流管理，具有重要应用价... 详细信息

印染污泥热值高，焚烧热电联产具有积极的减碳效应。但因行业特点，印染污泥含氯高，对锅炉安全运行和烟气超低排放带来新的技术难题。定量揭示印染污泥焚烧过程氯元素的组成及迁移代谢特征，并开展精细化氯物质流管理，具有重要应用价值。依托2 500 t·d-1印染污泥干化焚烧热电联产典型工程案例，建立基于最小工艺单元的氯元素物质流分析模型，通过实测和在线监测，重点分析干化、焚烧、除尘、脱酸等主要工艺环节，刻画全流程氯元素迁移代谢图景，识别氯物质流管理关键节点。研究发现：1)案例工程入炉印染污泥单位热值氯含量为1.4～2.4 mg·kcal-1（低位热值，以氯计），为燃煤电厂入炉煤单位热值氯含量平均值的14.6倍；2)原烟气氯化氢浓度为170～250 mg·Nm-3，是燃煤电厂的2～5倍；3)采用双塔双循环湿法脱酸烟气净化工艺，可将原烟气氯化氢浓度降至5 mg·Nm-3以下，实现烟气超低排放。研究建议：一是加强入炉污泥氯含量监测，当印染污泥氯含量大于3 700 mg·kg-1时，可通过掺加市政污泥，调控入炉端氯含量，保证锅炉安全运行；二是加强烟气脱硫脱酸系统氯离子含量检测，宜控制浆液氯离子浓度在20 000 mg·L-1以下。可对相关污泥焚烧资源化工程应用提供借鉴参考。

关键词：印染污泥污泥焚烧氯元素代谢物质流管理超低排放

假捻变形工艺对涤纶DTY物理及染色性能的影响研究

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丝绸 2024年第1期61卷 61-67页

作者：毛宁卢宏庆蒋力明易明强王德军孙娟郭桥生浙江昊能科技有限公司浙江湖州313100

涤纶DTY生产工艺已经非常成熟,但都停留在生产经验总结阶段,各项工艺参数对DTY物理及染色性能的影响尚无系统性的研究。基于此,本文通过调控加弹速度、第一热箱温度、牵伸比、假捻比、第二超喂率、第二热箱温度等假捻变形工艺参数,并采... 详细信息

涤纶DTY生产工艺已经非常成熟,但都停留在生产经验总结阶段,各项工艺参数对DTY物理及染色性能的影响尚无系统性的研究。基于此,本文通过调控加弹速度、第一热箱温度、牵伸比、假捻比、第二超喂率、第二热箱温度等假捻变形工艺参数,并采用正交试验法分析了各参数对涤纶DTY纱线线密度、断裂强度、断裂伸长率、卷曲收缩率等物理性能和色彩表现的影响规律。结果表明,牵伸比对涤纶DTY线密度和断裂伸长率起到最主要影响;第一热箱温度对涤纶DTY断裂强度起到最主要影响;第二超喂率对涤纶DTY卷曲收缩率起到最主要影响;加弹速度、第二热箱温度对涤纶DTY纤维的结晶度起到主要影响。此外,在参数范围内结晶度越大、结晶速度越快的涤纶DTY纱线,其染色指标稳定性越差。

关键词：涤纶DTY 假捻变形物理性能染色性能色彩表达结晶度

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中国氢燃料电池汽车市场发展现状及展望

南方能源建设 2024年第2期11卷 162-171页

作者：刘畅林汉辰史陈芳达胡明月北京国氢中联氢能科技研究院有限公司北京100007

[目的]燃料电池汽车产业作为氢能发展的主要赛道之一,在交通领域脱碳转型过程中承担着关键角色。针对当前政策环境和产业基础,对中国燃料电池汽车市场发展趋势和挑战展开系统性分析具有必要性。[方法]文章聚焦市场规模、细分方向、装备... 详细信息

[目的]燃料电池汽车产业作为氢能发展的主要赛道之一,在交通领域脱碳转型过程中承担着关键角色。针对当前政策环境和产业基础,对中国燃料电池汽车市场发展趋势和挑战展开系统性分析具有必要性。[方法]文章聚焦市场规模、细分方向、装备及氢源价格等市场要素,对政策驱动下的燃料电池汽车市场发展情况进行介绍与分析。[结果]中国燃料电池汽车市场的推广应用效果与政策扶持力度、奖补细则明确程度和地方优势企业带动密切相关;市场已根据主机厂和燃料电池系统配套企业综合竞争力初显头部企业效应;整车和动力系统价格相较2021年下降5%~20%,但综合应用成本尚未达到市场化水平。[结论]尽管中国燃料电池汽车市场化进程仍掣肘于装备制造成本、氢源价格和基础设施配套等因素,但产业发展的决心坚定,将不断随着产品性能验证、基础设施建设、商业模式创新得以稳步发展,展现出更大活力。

关键词：氢能燃料电池汽车示范城市群市场

交联型聚(联苯-哌啶)阴离子交换膜制备与电解槽性能研究

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低碳化学与化工 2024年第9期49卷 82-87,96页

作者：张安然李黎明马颖肖文涛李非凡张玉广中船(邯郸)派瑞氢能科技有限公司河北邯郸056010

为制备出同时具备高电导率和高稳定性的阴离子交换膜(AEM),以1,6-二溴己烷为交联剂,采用浇铸法制备了不同交联度的交联型聚(联苯-哌啶)AEM(PBP-Pip-x%膜,x代表交联度,取值分别为5、10和15)。分别采用^(1)H NMR和AFM对PBP-Pip-x%膜的结... 详细信息

为制备出同时具备高电导率和高稳定性的阴离子交换膜(AEM),以1,6-二溴己烷为交联剂,采用浇铸法制备了不同交联度的交联型聚(联苯-哌啶)AEM(PBP-Pip-x%膜,x代表交联度,取值分别为5、10和15)。分别采用^(1)H NMR和AFM对PBP-Pip-x%膜的结构和形貌等进行了表征,并以未交联的聚(联苯-哌啶)AEM(PBP-Pip膜)作为对照组,研究了PBP-Pip-x%膜的性能。结果表明,PBP-Pip-15%膜具有更好的微相分离结构,其电导率(99.14 mS/cm)较PBP-Pip膜的电导率(49.89 mS/cm)明显提高。PBP-Pip-15%膜表现出较好的碱稳定性,在1 mol/L KOH溶液中于80℃浸泡300 h后,其电导率为37.50 mS/cm,电导率保留率为79.73%。在设定条件(温度为80℃、1 mol/L KOH溶液中和小室电压为2.0 V)下,PBP-Pip-15%膜的电流密度为0.5 A/cm^(2),并且在100 h内稳定性未发生明显改变。

关键词：交联结构聚(联苯-哌啶) 阴离子交换膜水电解技术