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双钙钛矿Sr_(2)CoFeO_(5+δ)阴极材料的制备及其中温固体氧化物燃料电池性能研究

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无机材料学报 2024年第3期39卷 337-344,I0011,I0012页

作者：陈正鹏金芳军李明飞董江波许仁辞徐韩昭熊凯饶睦敏陈创庭李晓伟凌意瀚广东能源集团科技研究院有限公司广州510000 中国矿业大学材料科学与物理学院徐州221116 长春理工大学长春130022 广东省能源集团有限公司广州510000 广东惠州天然气发电有限公司惠州516000

随着操作温度降低,中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFCs)需要更高催化活性的阴极材料来提升电池性能。为此,本研究采用溶胶-凝胶法合成了双钙钛矿Sr_(2)CoFeO_(5+δ)(SCF)阴极材料,并探讨了SCF阴极与摩尔分数20%Sm_(2)O_(3)掺杂的CeO_(2)(S... 详细信息

随着操作温度降低,中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFCs)需要更高催化活性的阴极材料来提升电池性能。为此,本研究采用溶胶-凝胶法合成了双钙钛矿Sr_(2)CoFeO_(5+δ)(SCF)阴极材料,并探讨了SCF阴极与摩尔分数20%Sm_(2)O_(3)掺杂的CeO_(2)(SDC)进行不同比例的复合对电极性能的影响,优化了电极的化学膨胀和面积比电阻(ASR),进而提升了SOFC单电池的电化学性能。结果表明,SCF作为SOFC阴极,经950℃退火10 h后与普通电解质具有良好的化学相容性;其中,SCF与SDC按照质量比1:1复合的样品可以将纯SCF样品的平均热膨胀系数(TEC)从2.44×10^(−5)K^(−1)显著降到15.4×10^(−5)K^(−1)。此外,SCF-xSDC(x=20,30,40,50,x为SDC的质量分数)复合阴极的ASR在800℃下分别低至0.036、0.034、0.028和0.092Ω·cm^(2),SCF-40SDC在所有温度范围内都表现出更小的ASR。复合SDC可以优化SCF的三相界面且进一步提高SCF阴极的催化活性,以0.3mm厚La_(0.9)Sr_(0.1)Ga_(0.8)Mg_(0.2)O_(3-δ)(LSGM)为电解质的SCF-40SDC单电池(757 mW·cm^(−2))比SCF单电池(684 mW·cm^(−2))的最大功率密度更优,且超过目前大部分的文献报道。本研究制备的SCF−40SDC是一种性能优异的复合阴极材料,有望应用于中温固体氧化物燃料电池。

关键词：固体氧化物燃料电池双钙钛矿阴极 Sr_(2)CoFeO_(5+δ) 复合电极电化学性能

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废旧三元锂电池石墨负极电化学除杂及其性能研究

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新型炭材料（中英文） 2024年第3期39卷 573-582页

作者：张锐田勇张维丽宋佳音闵杰庞博陈建军深圳清华大学研究院广东深圳518057 深圳清研锂业科技有限公司广东深圳518057

随着新能源汽车迅速发展,动力锂离子电池应用越来越广泛,大量锂电池也迎来退役高峰期,废旧锂电池的回收综合利用引起各国高度关注。废旧锂电池石墨负极层状结构基本未变化,因此回收时不需高温石墨化,只需关注其内部杂质的去除。本文将... 详细信息

随着新能源汽车迅速发展,动力锂离子电池应用越来越广泛,大量锂电池也迎来退役高峰期,废旧锂电池的回收综合利用引起各国高度关注。废旧锂电池石墨负极层状结构基本未变化,因此回收时不需高温石墨化,只需关注其内部杂质的去除。本文将废旧石墨负极进行热处理、超声分离和酸浸处理后,创新性地采用电化学处理将内部金属杂质深度去除。对比不同回收阶段的石墨,发现石墨中有机杂质的存在会严重影响各项电化学性能,微量Cu、Fe等无机杂质的存在对初始放电比容量影响不大,但会降低石墨的循环稳定性。最终回收的石墨内部主要金属杂质含量低于20 mg/kg,在0.1 C倍率下放电比容量达到358.7 mAh/g,循环150圈后容量保持率为95.85%。对比已报道的废旧石墨回收方法,此方法可深度去除石墨负极内部杂质,解决了目前酸碱用量大、除杂不彻底、能耗高等问题,回收再生石墨负极电化学性能较好,为废旧锂电池石墨负极提供了一条新的回收再生路径。

关键词：电池回收废旧石墨电化学除杂电化学性能杂质影响

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基于多传感融合的海缆裸露状态识别

光电子·激光 2024年

作者：姚勇广东能源集团科学技术研究院有限公司

针对分布式光纤传感信号非平稳、非线性且易受噪声干扰的特点，以及单一传感器对海缆状态识别率偏低的问题，提出一种基于多传感融合的海缆裸露状态识别方法。首先，采用优化变分模态分解（variational mode decomposition， VMD）处理... 详细信息

针对分布式光纤传感信号非平稳、非线性且易受噪声干扰的特点，以及单一传感器对海缆状态识别率偏低的问题，提出一种基于多传感融合的海缆裸露状态识别方法。首先，采用优化变分模态分解（variational mode decomposition， VMD）处理光纤传感信号，并利用相关系数法筛选本征模态分量（intrinsic mode function， IMF）；其次，将多传感筛选出的IMF分量依次排列并编码成灰度图像；最后，设计深度卷积神经网络（deep convolutional neural networks，DCNN）结构，将训练集输入网络进行训练，测试集验证网络的有效性，实现海缆裸露状态识别。利用现场采集的海缆光纤温度数据和振动数据进行验证，测试准确率达到99.90%，结果表明，该方法能够准确识别海缆裸露状态；对原始信号加入高斯噪声后的测试准确率达到99.75%，证明该方法具有良好的泛化能力和抗噪性能。

关键词：光纤传感信息融合变分模态分解(VMD) 深度卷积神经网络(DCNN) 灰度图像

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CFETR核聚变发电厂储热技术对比

核技术 2024年第5期47卷 127-135页

作者：罗浩东林燕李斌向魁朱光涛曾涛中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司广州510663 中国科学院广州能源研究所广州510610

为解决核聚变发电热功率输出不稳定性和汽轮发电机组平稳运行之间的矛盾,中国聚变工程实验堆(China Fusion Engineering Test Reactor,CFETR)核聚变发电厂可运用储热技术对核聚变堆的功率输出进行削峰平谷。储热技术有多种类型,各类储... 详细信息

为解决核聚变发电热功率输出不稳定性和汽轮发电机组平稳运行之间的矛盾,中国聚变工程实验堆(China Fusion Engineering Test Reactor,CFETR)核聚变发电厂可运用储热技术对核聚变堆的功率输出进行削峰平谷。储热技术有多种类型,各类储热技术对于核聚变发电厂的适用性亟须进行对比。本文选取核聚变反应堆氦冷陶瓷增殖包层的参数作为储热技术边界条件,通过对储热技术适用温度范围进行评估,初步分析出有潜力运用于CFETR核聚变发电厂的三种储热技术,并对其进行成本初步预测。三大类储热技术均可选出适用CFETR核聚变发电厂氦冷增殖包层温度参数的储热介质。但化学储热由于其吸热和放热存在温差,不利于系统的稳定性及造成能量的损耗,显热储热技术和相变储热技术吸热温度和放热温度温差较小,具有应用于CFETR核聚变发电厂的潜力。初步经济性分析结果显示:相变储热成本最低,其次为熔融盐储热,再次为固相显热储热技术中利用硅砖作为储热介质,固相显热储热技术中利用铸钢作为储热介质成本最高。储热技术中,熔融盐储热技术、相变储热技术、固相显热储热具有应用于核聚变发电厂氦冷增殖包层的先决条件。熔融盐储热技术成熟度较高,有大量工程应用,造价在相变储热和固相显热储热之间,运用潜力较大。相变储热的成本最低,参数适用于核聚变发电,但其技术成熟度较低,有望成为未来研究的重点。

关键词：核聚变中国聚变工程实验堆发电技术储能储热经济性分析

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克劳修斯熵在多时间尺度储能配置问题上的应用

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热力发电 2024年

作者：孙振新李海昭张秩鸣马俯波蒋丛进张超群国家能源集团新能源技术研究院有限公司

“功率熵”能够定量反映多尺度储能配置的特性差异。采用2种正弦功率曲线合成的功率曲线，重点研究了调频、调峰以及跨季节调节等储能应用主要场景的熵值差异和特性。结果显示：功率熵能够有效体现不同时间尺度储能特性的差异；调频、调... 详细信息

“功率熵”能够定量反映多尺度储能配置的特性差异。采用2种正弦功率曲线合成的功率曲线，重点研究了调频、调峰以及跨季节调节等储能应用主要场景的熵值差异和特性。结果显示：功率熵能够有效体现不同时间尺度储能特性的差异；调频、调峰2种调节类型，宜采用2套储能组合配置；对于频率和幅值差异在2倍以内的2种调节类型，则宜采用1套储能配置，整体调节。该研究从理论方面探索了多时间尺度储能配置的方法和依据，揭示了多时间尺度问题的本质差异，有助于形成科学的最优储能配置、调度和优化方案。

关键词：储能技术配置优化功率熵多时间尺度

基于熵权-德尔菲法的源网荷储多能互补项目布局评估方法研究

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中国电力 2024年

作者：康俊杰赵春阳周国鹏赵良中国华能集团有限公司能源研究院

源网荷储一体化和多能互补对于加快新型电力系统建设，实现电力系统高质量发展，提高多种能源协调互济能力，推动我国能源绿色低碳转型和经济社会发展有重要意义。基于分析全国源网荷储一体化和多能互补资源要素、国家发展战略、用电负... 详细信息

源网荷储一体化和多能互补对于加快新型电力系统建设，实现电力系统高质量发展，提高多种能源协调互济能力，推动我国能源绿色低碳转型和经济社会发展有重要意义。基于分析全国源网荷储一体化和多能互补资源要素、国家发展战略、用电负荷、电价价格、新能源消纳水平、调节能力建设需求等影响要素，建立了主客观组合赋权的评估体系，运用熵权法确定“一体化”多种发展路线影响因素的客观权重、德尔菲法确定客观权重，经过融合计算得出综合权重，进而根据影响因素分值和权重对各种发展路线进行综合评分，划分优先等级，得到全国各省（区、市）“一体化”项目建设优先顺序，为各省（区、市）布局“一体化”项目提供技术参考。

关键词：源网荷储一体化多能互补发展影响因素评估体系全国布局

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烟气碳排放监测数据补缺方法的适用性研究

洁净煤技术 2024年

作者：陈公达程国辉蔡汝金邹祥波朱旺叶骥秦士伟唐顺卢伟业广东能源集团科学技术研究院有限公司珠海经济特区广珠发电有限责任公司广东省能源集团有限公司广东省特种设备检测研究院顺德检测院

烟气端碳计量技术近年来逐渐受到瞩目，然而由于相关技术标准和体系尚待完善，该技术尚未在发电行业的正式推广应用，尤其在CO2监测数据补缺方面鲜有相关研究。鉴于此，本研究致力于探讨CO2监测数据缺失时的有效补缺方法，通过对比分析... 详细信息

烟气端碳计量技术近年来逐渐受到瞩目，然而由于相关技术标准和体系尚待完善，该技术尚未在发电行业的正式推广应用，尤其在CO2监测数据补缺方面鲜有相关研究。鉴于此，本研究致力于探讨CO2监测数据缺失时的有效补缺方法，通过对比分析当前国内可借鉴的不同补缺方法的效果差异，评估其适用性。研究结果显示，两个机组烟气实际燃料燃烧的最大CO2体积分数在不同负荷率条件下均不是固定值，且分布规律也各有差异。在长周期考察中，采用修正方法补缺后的数据最接近于正常数据，一个月内所造成的碳排放量偏差均控制在1.5t以内，从数据准确性的角度看，这一补缺方法具有较高的适用性。此外，采用取180h最大值补缺的方法，虽然可以作为碳数据管理部门对企业的一种有效惩罚性管理手段，但长远来看，随着烟气监测法在火电行业的广泛推广，这一方法可能会导致我国在国际层面的碳相关事务谈判或交易中我国火电行业的碳排放总量被高估。

关键词：碳计量碳监测火力发电烟气数据补缺

基于DEM法的贯流式水轮机内部鱼类损伤机理

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华中科技大学学报(自然科学版) 2024年第7期52卷 157-164页

作者：杨春霞李倩徐顶娥郑源河海大学能源与电气学院中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司

借助压力试验探究了不同压强下有无鳞鱼的损伤情况，得出压力损伤阈值后结合离散元素法(DEM)计算灯泡贯流式水轮机内鱼体受不同损伤的概率．研究结果表明：当正压低于0.4 MPa时试验鱼均无损伤；当压力降低到-20 kPa时试验鱼出现损伤，选... 详细信息

借助压力试验探究了不同压强下有无鳞鱼的损伤情况，得出压力损伤阈值后结合离散元素法(DEM)计算灯泡贯流式水轮机内鱼体受不同损伤的概率．研究结果表明：当正压低于0.4 MPa时试验鱼均无损伤；当压力降低到-20 kPa时试验鱼出现损伤，选取-20 kPa作为压力损伤的数值模拟阈值．相同水头下，导叶开度越大，鱼体受伤概率越大；相同导叶开度下，随着水头增加，鱼体在转轮区域受压力、压力梯度和剪切损伤的概率逐渐增加，受撞击的概率逐渐减小，并且前三者增加的幅度要比撞击损伤概率减小的幅度更大．叶片撞击与负压是导致鱼体损伤的主要因素，最高损伤概率分别为18.92%和18.01%；压力梯度及剪切力是次要因素，最高概率仅为5.43%和0.035 2%.

关键词：灯泡贯流式水轮机压力损伤试验压强阈值离散元素法鱼类损伤机理

基于双因子学习曲线模型的化学链燃煤电站技术经济性研究

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洁净煤技术 2024年

作者：叶骥陈创庭黄慧匡草洪瑜武徐祖伟刘靖康赵海波广东省能源集团有限公司华中科技大学能源与动力工程学院广东能源集团科学技术研究院有限公司

化学链燃烧(CLC)被认为是最有前途的碳捕集利用和封存技术之一，其成本是走向商业应用必须考虑的一个重要因素，但目前尚无对CLC燃煤发电技术进行成本变化预测的相关研究。对CLC燃煤电站(2×350MW)进行了技术经济性分析，得到CLC改造电... 详细信息

化学链燃烧(CLC)被认为是最有前途的碳捕集利用和封存技术之一，其成本是走向商业应用必须考虑的一个重要因素，但目前尚无对CLC燃煤发电技术进行成本变化预测的相关研究。对CLC燃煤电站(2×350MW)进行了技术经济性分析，得到CLC改造电站的发电成本为419.595 ￥/MWh，二氧化碳减排成本和碳捕集成本分别为96.142 ￥/t CO2、85.847 ￥/t CO2。为了预测CLC燃煤电站的投资成本变化趋势，提出了一种新的学习速率模型并获得双因子学习曲线。然后考虑基准、高速、低速三种技术发展情景，对CLC技术的中长期成本进行预测。结果显示，随着累计装机容量和研发投入的增加，发电成本将会逐步下降。基准情景下CLC电站的发电成本可下降至311.767 ￥/MWh，降幅在100 ￥/MWh以上；高速情景下CLC电站的单位投资成本降低到2593.789 ￥/kW，接近传统燃煤电站的水平，发电成本下降到202.689 ￥/MWh，与常规CFB电站相比具有明显成本优势。

关键词：化学链燃烧碳捕集燃煤电站技术经济分析学习曲线