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碳点在金属防腐领域中的研究进展

中国腐蚀与防护学报 2023年第6期43卷 1237-1246页

作者：凡玉方张亚飞尹刘森赵聪慧何艳宾张传祥河南理工大学化学化工学院焦作454003 河南省煤炭绿色转化重点实验室焦作454000 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心焦作454000 宁波绿动燃料电池有限公司宁波315300

作为碳家族中新兴的零维纳米新成员,碳点(CDs)具有吸附能力强、毒性低、溶解性高、且表面官能团丰富等优点,引起了腐蚀防护领域研究人员的关注。本文系统阐述了碳点用作水相缓蚀剂及涂层填料方面的研究进展。介绍了不同杂原子掺杂CDs(... 详细信息

作为碳家族中新兴的零维纳米新成员,碳点(CDs)具有吸附能力强、毒性低、溶解性高、且表面官能团丰富等优点,引起了腐蚀防护领域研究人员的关注。本文系统阐述了碳点用作水相缓蚀剂及涂层填料方面的研究进展。介绍了不同杂原子掺杂CDs(氮掺杂,铈、氮共掺杂以及氮、硫共掺杂CDs)对不同金属的缓蚀效果,并对缓蚀机理进行了讨论;总结了碳点作为溶剂型和水性涂层填料取得的研究成果和防腐机理。最后,概述了CDs在防腐领域所面临的挑战。

关键词：碳点缓蚀剂涂层填料防腐

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煤沥青热解炭的制备及其储钠性能研究

煤炭转化 2023年

作者：陈林张兆华康伟伟张亚飞张传祥河南省煤炭绿色转化重点实验室河南理工大学化学化工学院煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心宁波绿动燃料电池有限公司

以煤沥青为碳源，通过炭化法制得热解炭，利用XRD，SEM，Raman等表征技术，系统研究了炭化温度(600 ℃-1400 ℃)对煤沥青热解炭微观结构的影响规律。结果表明，1000 ℃是热解炭微观结构从无序向有序发展的转折点。当温度<1000 ℃时，样... 详细信息

以煤沥青为碳源，通过炭化法制得热解炭，利用XRD，SEM，Raman等表征技术，系统研究了炭化温度(600 ℃-1400 ℃)对煤沥青热解炭微观结构的影响规律。结果表明，1000 ℃是热解炭微观结构从无序向有序发展的转折点。当温度电池负极材料时，0.05 A g-1电流密度下的可逆容量为177 mAh g-1，首次库伦效率为73.87%，且具有较好的倍率性能。温度＞1000 ℃时，石墨碳层生长和堆叠的速度迅速加快，石墨化程度增加，层间距减小，同时表面缺陷浓度降低，Na+吸附位点减少，不利于储钠，样品具有较低的可逆容量(＜100 mAh g-1)。这种低温炭化策略，为钠离子电池负极材料的制备提供了新的设计思路。

关键词：煤沥青钠离子电池负极材料电化学性能软碳

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插电式燃料电池车锂电池热管理系统设计

同济大学学报（自然科学版） 2012年第4期40卷 589-595,609页

作者：戴海峰党丰玲朱维魏学哲同济大学汽车学院上海201804 上海燃料电池动力系统有限公司上海201804 上海恒动汽车电源有限公司上海201804

采用强制风冷的方案,对世博燃料电池插电式混合动力微型车40A.h磷酸铁锂动力电池系统进行了热管理的结构设计和性能研究.详细分析了动力蓄电池的散热需求,在此基础上,结合整车布置,完成了热管理系统的结构设计,并对设计结果进行了数值模... 详细信息

采用强制风冷的方案,对世博燃料电池插电式混合动力微型车40A.h磷酸铁锂动力电池系统进行了热管理的结构设计和性能研究.详细分析了动力蓄电池的散热需求,在此基础上,结合整车布置,完成了热管理系统的结构设计,并对设计结果进行了数值模拟.将设计方案制作成实体样品,分别在不同的环境温度下,以一定的电流工况对电池加载,测试电池系统的温升情况.最后,对世博运营过程中具有代表性的两日测试数据进行了分析.仿真计算结果、测试试验结果以及实车数据分析结果均表明,设计方案在电池系统温升控制和电池单体温度一致性控制方面都达到了预期的需求.

关键词：插电式混合动力磷酸铁锂电池系统热管理数值模拟测试评价

质子交换膜燃料电池整车辅助散热系统设计建模及分析

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太阳能学报 2023年第4期44卷 299-305页

作者：陶丽蓉刘煜孔红兵赵政顺东方电气(成都)氢燃料电池科技有限公司成都611731 长寿命燃料电池四川省重点实验室成都611731

建立车载质子交换膜燃料电池(PEMFC)辅助散热系统数学模型,进行某客车PEMFC发动机辅助散热系统的管路连接方式设计,对管路流阻、冷却液流量及其温升进行分析并开展试验对数学模型进行验证。结果表明:数学模型准确可靠且可用于设计和优选... 详细信息

建立车载质子交换膜燃料电池(PEMFC)辅助散热系统数学模型,进行某客车PEMFC发动机辅助散热系统的管路连接方式设计,对管路流阻、冷却液流量及其温升进行分析并开展试验对数学模型进行验证。结果表明:数学模型准确可靠且可用于设计和优选PEMFC辅助散热系统的管路连接方案,相同总冷却液流量下(空压机控制器-空压机本体)||(降压DCDC-升压DCDC)||(氢泵控制器)的三路并联方案的总流阻较(氢泵控制器-空压机控制器-空压机本体)||(降压DCDC-升压DCDC)的两路并联方案降低40.7%,各分支管路的冷却液流量均满足部件散热要求,冷却液温升满足整车散热要求。

关键词：质子交换膜燃料电池热管理建模辅助散热系统设计流阻

170kW燃料电池系统引射器关键结构参数影响研究

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汽车工程 2022年第12期44卷 1889-1895,1909页

作者：庞子卉韩济泉陈平刘云梅冯健美彭学院西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 宁波绿动氢能科技研究院有限公司宁波315033

采用引射器实现大功率燃料电池系统中氢气的循环利用是未来的主流方向,然而突出的问题是引射器在低功率工况下性能表现较差,难以满足覆盖宽功率范围的要求。本文针对170 kW级大功率燃料电池用引射器,建立了引射器内流动三维数值模拟模型... 详细信息

采用引射器实现大功率燃料电池系统中氢气的循环利用是未来的主流方向,然而突出的问题是引射器在低功率工况下性能表现较差,难以满足覆盖宽功率范围的要求。本文针对170 kW级大功率燃料电池用引射器,建立了引射器内流动三维数值模拟模型,分析了在宽工况下引射器关键结构参数,即喷嘴出口直径D和等容混合室直径D对引射性能的影响规律,进而探讨了适用宽功率工况的引射器最佳结构参数组合。结果表明:选用较小的D能够形成较大的流动压差,防止二次流倒流,提升引射器低功率工况下的性能。当D/D在2.5~3.0时,引射器性能最佳,覆盖功率范围由70~170 kW拓宽至40~170 kW,引射器适应的功率范围拓宽近43%。研究结果为170kW以上大功率燃料电池系统用引射器设计提供了重要参考。

关键词：引射器大功率燃料电池宽运行工况数值模拟

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煤沥青热解炭的制备及储钠性能研究

煤炭转化 2023年第5期46卷 42-52页

作者：陈林张兆华康伟伟张亚飞张传祥河南理工大学化学化工学院河南焦作454003 河南理工大学河南省煤炭绿色转化重点实验室河南焦作454000 宁波绿动燃料电池有限公司浙江宁波315300 河南理工大学煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南焦作454000

煤沥青是一种原料来源丰富且含碳量高的钠离子电池碳负极材料。以煤沥青为碳源,通过炭化法制得热解炭,利用XRD,SEM,Raman光谱等表征技术,系统研究了不同炭化温度(600℃~1400℃)对煤沥青热解炭微观结构的影响规律。利用恒流充放电等测试... 详细信息

煤沥青是一种原料来源丰富且含碳量高的钠离子电池碳负极材料。以煤沥青为碳源,通过炭化法制得热解炭,利用XRD,SEM,Raman光谱等表征技术,系统研究了不同炭化温度(600℃~1400℃)对煤沥青热解炭微观结构的影响规律。利用恒流充放电等测试,探究热解炭作为钠离子电池负极材料时的电化学性能,阐明“温度—结构—储钠性能”间的构效关系。结果表明:1000℃是热解炭微观结构从无序向有序发展的转折点;当温度低于1000℃时,热解炭为不规则的块状结构且表面平整光滑,未出现石墨微晶,具有较大的层间距和较高的无序度;当温度为800℃时,热解炭具有最大的层间距(d_(002)=0.3541 nm)和最高的无序度(I_(D)/I_(G)=2.57),其作为钠离子电池负极材料时,0.05 A/g电流密度下的可逆容量为177.0 mAh/g,首次库伦效率为73.87%,具有较好的倍率性能;当温度高于1000℃时,石墨碳层生长和堆叠的速度迅速加快,石墨化程度增加,层间距减小,同时表面缺陷程度降低,Na^(+)吸附位点减少,不利于储钠,热解炭具有较低的可逆容量(小于100 mAh/g)。

关键词：煤沥青钠离子电池负极材料电化学性能软碳

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Fe^(3+)辅助煤浆氧化制氢研究

燃料化学学报 2016年第5期44卷 621-627页

作者：向康孙志刚何建波贾杰隋升上海交通大学燃料电池研究所上海200240 中国石油化工集团公司宁波工程有限公司浙江宁波315103

利用Fe^(3+)/Fe^(2+)电对的相互转化原理,在水热反应釜中用Fe^(3+)氧化煤浆得到Fe^(2+),将Fe^(2+)在电解槽中电解氧化,在阴极产生氢气,从而通过两步反应形成一个新的煤浆电氧化制氢工艺。进行了九次水热-电解循环实验,在恒电压(1V)条件... 详细信息

利用Fe^(3+)/Fe^(2+)电对的相互转化原理,在水热反应釜中用Fe^(3+)氧化煤浆得到Fe^(2+),将Fe^(2+)在电解槽中电解氧化,在阴极产生氢气,从而通过两步反应形成一个新的煤浆电氧化制氢工艺。进行了九次水热-电解循环实验,在恒电压(1V)条件下,测试了电解反应的电流密度和累积电量的数据,并对循环实验前期、中期、后期的三个阶段煤样品进行了扫描电镜(SEM)、比表面积(BET)、热重(TG)、红外光谱(FT-IR)等表征分析。研究表明,相对于通常煤浆电氧化制氢工艺,这种"两步法"煤浆制氢新工艺具有更高的反应速率,初始电流密度约为60 m A/cm2,而传统的"一步法"煤浆制氢工艺初始电流密度均不超过10 m A/cm^2。表征分析结果很好地反映了煤颗粒在这种制氢工艺过程中的形态、结构、成分的变化,从而解释了在新的煤浆氧化制氢工艺中的Fe^(3+)/Fe^(2+)转化的反应机理。

关键词：煤浆电氧化制氢反应机理铁离子

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复合石墨双极板材料及性能的研究进展

材料工程 2024年第2期52卷 102-111页

作者：李团锋张璐瑶樊润林孟晓敏胡杨月刘聪温序晖郑俊生明平文东方电气(成都)氢燃料电池科技有限公司成都611731 同济大学新能源汽车工程中心上海201804 同济大学汽车学院上海201804 长寿命燃料电池四川省重点实验室成都611731

质子交换膜燃料电池(PEMFC)中的双极板起到传递电子、分配气体、电池内水管理、支撑膜电极组件等作用,也是保证燃料电池堆低成本的关键部件。本文对双极板材料(金属、石墨和复合材料)、作用、优势及挑战进行了分析,其中复合石墨双极板... 详细信息

质子交换膜燃料电池(PEMFC)中的双极板起到传递电子、分配气体、电池内水管理、支撑膜电极组件等作用,也是保证燃料电池堆低成本的关键部件。本文对双极板材料(金属、石墨和复合材料)、作用、优势及挑战进行了分析,其中复合石墨双极板以其长寿命和耐腐蚀的特质,具备与其他双极板竞争的优势,近年来受到高度关注;对石墨形成导电网络的相关因素(涉及填料尺寸、形态,辅助填料桥接石墨颗粒)、聚合物的成分与固化条件以及成型工艺条件对性能的影响规律进行了讨论。未来,开发具有优异综合性能的复合石墨双极板,掌握并优化聚合物结构及反应路径对其性能的平衡作用,使现有配方及成型方法适应大规模生产,将大大增强质子交换膜燃料电池在更多领域的大规模应用。

关键词：双极板石墨树脂复合材料质子交换膜燃料电池

重型商用车燃料电池堆耐久性能与衰减机理研究

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电源技术 2023年第11期47卷 1477-1480页

作者：乔兴年王彦波时保帆唐亮杨国华山东国创燃料电池技术创新中心公司山东潍坊261061 国家燃料电池技术创新中心山东潍坊261061

基于C-WTVC改进工况对某60 kW重型商用车燃料电池堆进行动态车载工况下耐久性循环测试。对1036 h耐久后的电堆进行了拆解分析。通过表征测试发现,阳极电化学活性面积最大下降16%,阴极电化学活性面积最大下降40%,且阴极催化层的厚度变薄... 详细信息

基于C-WTVC改进工况对某60 kW重型商用车燃料电池堆进行动态车载工况下耐久性循环测试。对1036 h耐久后的电堆进行了拆解分析。通过表征测试发现,阳极电化学活性面积最大下降16%,阴极电化学活性面积最大下降40%,且阴极催化层的厚度变薄,颗粒出现不同程度的长大。结果表明,在车载动态工况下,由于阴极铂颗粒的长大,加速了Pt颗粒的团聚以及流失,从而导致电堆性能衰减,影响电堆的使用寿命。

关键词：燃料电池堆耐久性能动态工况