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5 kW重整甲醇高温质子交换膜燃料电池系统设计与性能

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化工学报 2024年第4期75卷 1697-1704页

作者：张劲郭志斌罗来明卢善富相艳北京航空航天大学能源与动力工程学院仿生能源材料与器件北京市重点实验室北京100191 北京海得利兹新技术有限公司北京102600

相对于纯氢,液态甲醇具有储运方便、来源广泛以及体积能量密度高等优点,并可通过现场重整制氢与高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)联合发电,有望解决低温PEMFC用氢难的挑战。优选具有完全自主知识产权的高性能HT-PEMFC电堆与甲醇重整器(... 详细信息

相对于纯氢,液态甲醇具有储运方便、来源广泛以及体积能量密度高等优点,并可通过现场重整制氢与高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)联合发电,有望解决低温PEMFC用氢难的挑战。优选具有完全自主知识产权的高性能HT-PEMFC电堆与甲醇重整器(MSR),其中HT-PEMFC电堆在160℃、氢/空和低化学计量比下的输出功率可达5.46 kW@80 A,而甲醇重整器输出气量达5 m^(3)(标准状况)/h,氢气浓度高达74.8%,CO浓度仅为1%,满足HT-PEMFC运行需求。将MSR与HT-PEMFC进行耦合,采用高、低温热子系统并联的方式构建了高性能的MSR/HT-PEMFC系统,其输出功率与电堆在纯氢条件下的输出功率相同,而甲醇水溶液(体积比6/4)单耗最低仅为0.81 kg/(kW·h),表明该系统甲醇水溶液单耗低、输出性能高,具有广阔的应用前景。

关键词：燃料电池重整甲醇燃料电池甲醇重整器系统集成

Al-Y-Zr原位共掺杂提高4.53 V钴酸锂正极材料的循环性能

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储能科学与技术 2024年第3期13卷 742-748页

作者：胡大林任潘利张昌明杨明阳卢周广南科大材料系-豪鹏科技新能源联合实验室深圳市豪鹏科技股份有限公司广东深圳518111 南科大材料系-豪鹏科技新能源联合实验室深圳市界面材料界面科学与工程应用重点实验室南方科技大学材料科学与工程系广东深圳518055

钴酸锂是一种成功实现商业化的锂离子电池正极材料,但其实际的容量远低于其理论容量(274 mAh/g)。提高钴酸锂的充电截止电压能够有效提高其放电容量,但钴酸锂在高压条件下结构不稳定性,导致其循环寿命明显降低。本工作提出一种Al-Y-Zr... 详细信息

钴酸锂是一种成功实现商业化的锂离子电池正极材料,但其实际的容量远低于其理论容量(274 mAh/g)。提高钴酸锂的充电截止电压能够有效提高其放电容量,但钴酸锂在高压条件下结构不稳定性,导致其循环寿命明显降低。本工作提出一种Al-Y-Zr原位共掺杂的策略,以提高钴酸锂在4.53 V的循环性能。通过将Al-Y-Zr掺杂的Co_(3)O_(4)、Li_(2)CO_(3)、MgO按一定化学计量比称取并混合均匀后,采用高温固相法合成LiCo(1-a-b-c-d)AlaZrbYcMgdO2正极材料,并探究了原位共掺杂对高电压钴酸锂循环性能的影响。X射线衍射(XRD)表明掺杂前后晶体均为六方相层状结构,扫描电镜(SEM)说明了掺杂元素对晶体颗粒粒径的调控作用。循环前后的电化学阻抗谱(EIS)表明,Al-Y和Al-Y-Zr共掺杂能有效抑制循环过程中电荷转移阻抗(Rct)的增长。扣式电池及软包电池测试结果都表明Al-Y和Al-Y-Zr前驱体共掺杂能够显著提升循环性能,后者提升更明显。本研究有助于推动高电压钴酸锂正极的应用,为高比能量锂离子电池技术的研发提供实验依据。

关键词：锂离子电池钴酸锂高电压共掺杂循环性能

导电与非导电润滑脂阻抗特性静/动态测试研究

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润滑与密封 2024年

作者：司玉凯白清华栗心明刘金杰金旭阳张利青岛理工大学机械与汽车工程学院山东智连共同体轴承科技有限公司青岛中科润美润滑材料技术有限公司

针对新能源汽车驱动电机轴承电蚀问题，设计了静态阻抗测量装置，通过对多种型号润滑脂施加交变电场，试验探究了润滑脂在外加交变电场下的阻抗变化，并将结果与球-盘试验机动态测试结果进行对比分析。结果表明，随着所加交变电场频率... 详细信息

针对新能源汽车驱动电机轴承电蚀问题，设计了静态阻抗测量装置，通过对多种型号润滑脂施加交变电场，试验探究了润滑脂在外加交变电场下的阻抗变化，并将结果与球-盘试验机动态测试结果进行对比分析。结果表明，随着所加交变电场频率由低到高，非导电润滑脂的阻抗接近线性下降；而导电润滑脂的阻抗在转折频率前基本保持不变，高于转折频率时，导电润滑脂的阻抗也呈线性下降趋势；分析发现导电润滑脂的等效电路在转折频率处发生由阻性向容性的转变；导电与非导电润滑脂动态测试结果与静态扫频测试所呈现的规律基本一致。

关键词：新能源汽车轴承电蚀导电润滑脂交变电场阻抗

硬炭动力学特性对钠离子电池低温性能的影响及机制

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储能科学与技术 2024年

作者：徐雄文莫英周望姚环东洪娟雷化涂健刘继磊湖南大学材料科学与工程学院湖南立方新能源科技有限责任公司

以磷酸焦磷酸铁钠(NFPP)为正极，硬炭(HC)为负极，制作了软包钠离子电池，研究了不同动力学性能的硬炭对钠离子电池循环性能和低温性能的影响。借助电化学交流阻抗谱(EIS)、弛豫时间分析技术(DRT)以及恒电流间歇滴定技术(GITT)等分析手... 详细信息

以磷酸焦磷酸铁钠(NFPP)为正极，硬炭(HC)为负极，制作了软包钠离子电池，研究了不同动力学性能的硬炭对钠离子电池循环性能和低温性能的影响。借助电化学交流阻抗谱(EIS)、弛豫时间分析技术(DRT)以及恒电流间歇滴定技术(GITT)等分析手段对比研究了不同硬炭的电荷转移阻抗、SEI阻抗以及扩散系数大小，得到了动力学性能趋势：HC-A＞HC-C＞HC-B。结果表明，硬炭的动力学性能直接影响到钠离子电池的循环性能和低温放电性能。动力学性能最优的生物质硬炭HC-A不仅可以支持室温下5 C快速充电并且循环容量几乎无衰减，还表现出良好的低温性能，可以在0 ℃下0.5 C充电和-10 ℃下0.2 C充电并稳定循环，在-30 ℃下0.5 C放电容量百分比达87.5%。动力学性能最差的树脂基硬炭HC-B无法支持15 ℃下0.5 C循环，且-30 ℃下0.5 C放电容量百分比仅有83.7%。针对HC-B低温性能差的问题，提高电池设计的N/P比可以显著改善钠离子电池的低温性能，使得电池在-10 ℃下可以支持0.1 C充电并稳定循环100圈，容量保持率几乎无变化。本工作对钠离子电池的设计优化和低温性能改进具有重要的参考价值。

关键词：钠离子电池硬炭低温性能动力学 N/P比

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温和条件下甲烷提高水合物储氢稳定特性机理

天然气工业 2024年第2期44卷 188-196页

作者：王芳穆金池张政黄泽皑郭利红周莹西南石油大学新能源与材料学院油气藏地质及开发工程全国重点实验室·西南石油大学四川金象赛瑞化工股份有限公司

CH_(4)作为促进剂可大幅降低水合物储氢苛刻的热力学条件并提高H_(2)水合物的总储能密度,但目前对CH_(4)提升水合物储氢机理的认识较为缺乏。为此,通过分子动力学模拟研究并建立了CH_(4)/H_(2)双客体分子水合物模型,采用径向分布函数、... 详细信息

CH_(4)作为促进剂可大幅降低水合物储氢苛刻的热力学条件并提高H_(2)水合物的总储能密度,但目前对CH_(4)提升水合物储氢机理的认识较为缺乏。为此,通过分子动力学模拟研究并建立了CH_(4)/H_(2)双客体分子水合物模型,采用径向分布函数、构象分析和均方位移等方法综合分析了不同温度和压力下水合物结构的稳定性,探究了H_(2)占据孔穴位置、占据比例和水合物热力学稳定性之间的关联,揭示了温和条件下CH_(4)促进水合物储氢的微观机理。研究结果表明:(1)纯H_(2)水合物在严苛条件下笼型结构破损严重,而纯CH_(4)水合物在263~273 K及5~20 MPa温压条件下能稳定存在,说明CH_(4)水合物具备良好的热力学稳定性;(2) 263 K下储氢结构更为稳定,而5^(12)小笼可填充1~2个H_(2)分子,5^(12)6~2大笼中最佳储存3个H_(2)分子,且大笼储氢结构对水合物稳定性影响大,受温度的影响更为敏感。结论认为,CH_(4)/H_(2)水合物储氢体系3L+2S、3L+2L、2S+2S体系在263 K、15~20 MPa温和条件下综合性能较好,其中3L+2S具备最优的热力学稳定性,储氢密度可达0.301%(质量百分比),该研究成果可为水合物储氢技术开发提供理论指导和技术参考。

关键词：氢气水合物甲烷储氢技术储氢密度分子动力学储氢机理稳定性

烧结温度对NiFeCoCr高熵黏结钨合金组织与性能的影响

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中南大学学报(自然科学版) 2024年

作者：姜雪韩勇袁媛刘瑛中南大学粉末冶金国家重点实验室紫金矿业新能源新材料科技(长沙)有限公司

选用非等原子比NiFeCoCr高熵合金(HEA)作为钨合金的新型黏结相，采用放电等离子烧结技术制备90W-NiFeCoCr合金。并通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、电子探针(EPMA)、透射电镜(TEM)和力学实验探究烧结温度对合金的微观组... 详细信息

选用非等原子比NiFeCoCr高熵合金(HEA)作为钨合金的新型黏结相，采用放电等离子烧结技术制备90W-NiFeCoCr合金。并通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、电子探针(EPMA)、透射电镜(TEM)和力学实验探究烧结温度对合金的微观组织和力学性能的影响。研究结果表明：合金微观组织中形成HEA黏结相，为面心立方(FCC)结构的γ(Ni-Fe-Co-Cr,W)相，出现密排六方(HCP)结构的Cr2O3相。合金的相对密度随烧结温度的升高呈现先上升后下降的趋势。在1 250℃烧结后，相对密度达最高为98%；合金中W晶粒粒径小(≤10μm)，同时拉伸强度达最大值为1 409 MPa，断口形貌主要为W-W解离断裂。HEA的固溶强化、W的细晶强化、偏聚相Cr2O3的弥散强化是造成高强度的主要原因。

关键词：钨合金高熵合金放电等离子烧结微观组织力学性能

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激光雷达技术下直驱风机偏航优化控制方法

自动化与仪表 2024年第7期39卷 27-31页

作者：蒋李亚夏侯智聪李程付易辉国家电投集团江西赣州新能源有限公司赣州330000

在直驱风机偏航控制过程中,受到尾流紊流影响会出现控制偏差,直接影响直驱风机的安全性,为此该文提出激光雷达技术下直驱风机偏航优化控制方法。利用激光雷达技术对风向和风速进行测量,获取直驱风机偏航角。根据直驱风机尾流速度分布情... 详细信息

在直驱风机偏航控制过程中,受到尾流紊流影响会出现控制偏差,直接影响直驱风机的安全性,为此该文提出激光雷达技术下直驱风机偏航优化控制方法。利用激光雷达技术对风向和风速进行测量,获取直驱风机偏航角。根据直驱风机尾流速度分布情况,构建激光测风雷达功率谱密度函数,获取目标区域附近湍流粒子真实散射信号。根据风机输出的机械功率,划分不同风速区间。计算偏航延迟时间,差异性优化偏航角和时间,设计优化控制流程。实验结果可知,该方法的控制稳定性较优,风向与实际值一致,具有精准控制效果。

关键词：激光雷达技术直驱风机偏航优化控制尾流紊流

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新能源商用车发展挑战和应对策略探讨

汽车测试报告 2024年第5期 52-54页

作者：王建斌江西吉利新能源商用车有限公司江西上饶334000

当今,随着人们环保意识的日益增强,寻求可持续且环保的交通解决方案已经成为各国和社会各界关注的焦点。新能源商用车作为实现低碳经济和绿色交通的重要载体,近年来得到快速发展,其以电能、氢能等清洁能源为动力来源,不仅显著降低了交... 详细信息

当今,随着人们环保意识的日益增强,寻求可持续且环保的交通解决方案已经成为各国和社会各界关注的焦点。新能源商用车作为实现低碳经济和绿色交通的重要载体,近年来得到快速发展,其以电能、氢能等清洁能源为动力来源,不仅显著降低了交通运输领域的碳排放量,还有效缓解了对传统化石能源的依赖,符合全球能源转型的趋势。该文对新能源商用车发展面临的挑战进行分析,并提出应对策略,从而促进新能源商用车产业的持续进步和繁荣。

关键词：新能源商用车电池技术汽车工业

高温淬火对钠离子电池锰基层状正极材料结构和性能的影响

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储能科学与技术 2024年第7期13卷 2399-2406页

作者：谭仕荣尹文骥曾翠鸿黎小琼訚硕纪方力胡思江王红强李庆余湖南中伟新能源科技有限公司湖南长沙410699 广西师范大学化学与药学学院广西低碳能源材料重点实验室广西桂林541004

作为钠离子电池正极材料,锰基层状氧化物具有理论储钠容量高、成本低和热稳定性高等优点,但也存在因结构畸变、Na^(+)/空位有序以及过渡金属空位等带来的循环稳定性问题。研究表明,抑制过渡金属空位可有效提升锰基层状氧化物正极的电化... 详细信息

作为钠离子电池正极材料,锰基层状氧化物具有理论储钠容量高、成本低和热稳定性高等优点,但也存在因结构畸变、Na^(+)/空位有序以及过渡金属空位等带来的循环稳定性问题。研究表明,抑制过渡金属空位可有效提升锰基层状氧化物正极的电化学性能。为此,本工作对比研究了溶胶凝胶制备过程中高温淬火对Na_(0.67)Fe1/3Co_(1/3)Mn_(1/3)O_(2)(NFCMO)结构和性能的影响。结果表明,相比于未经高温淬火处理的NFCMO,高温液氮淬火合成的NFCMO-LN具有更高的比容量和倍率性能。NFCMO和NFCMO-LN在0.1C下的初始放电比容量分别为91.1 m Ah/g和129.8 m Ah/g;1C倍率下循环100周后的容量保留率分别为100%和90%。即使在10C的高倍率下,NFCMO-LN仍能提供56.2 m Ah/g的放电比容量。结构分析表明,高温液氮淬火能有效抑制过渡金属空位的产生,提升了材料的结构稳定性。研究结果为钠离子电池正极材料的结构设计和电化学性能优化提供了一种可行的技术途径。

关键词：钠离子电池层状氧化物锰酸钠掺杂淬火