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钙钛矿太阳能电池材料缺陷对器件性能与稳定性的影响

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物理学报 2024年第6期73卷 16-33页

作者：王静高姗段香梅尹万健宁波大学物理科学与技术学院宁波315211 苏州大学能源学院能源与材料创新研究院苏州215006

基于钙钛矿太阳能电池材料独特的光电特性,特别是光电转换效率在初期短时间内的快速提升,使其成为当前光伏领域中最富吸引力的光吸收材料之一.然而,近年来转换效率的增长步入缓慢阶段,同时材料的长期稳定性也成为商业化应用的关键挑战,... 详细信息

基于钙钛矿太阳能电池材料独特的光电特性,特别是光电转换效率在初期短时间内的快速提升,使其成为当前光伏领域中最富吸引力的光吸收材料之一.然而,近年来转换效率的增长步入缓慢阶段,同时材料的长期稳定性也成为商业化应用的关键挑战,这些问题背后的物理机制与材料缺陷密切相关.为进一步提高电池效率和结构稳定性,必须深刻理解和精准地掌握这些缺陷的特性.本文全面回顾了钙钛矿材料中各类缺陷对光伏性能和稳定性的影响,包括传统刚性模型缺陷、非常规性缺陷、复合型缺陷、离子迁移和缺陷对载流子寿命的影响,论述了缺陷与材料结构稳定性之间的紧密关联性,并对未来关于缺陷的研究方向进行了展望.

关键词：钙钛矿太阳能电池缺陷非辐射复合稳定性

VSV机构柔性摇臂疲劳调节精度特性试验研究

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海军航空大学学报 2024年

作者：孙文龙母博伟张广辉哈尔滨工业大学能源科学与工程学院

VSV机构可显著改善发动机气动性能与喘振裕度。考虑VSV机构受到的气动扭矩和轴向载荷以及机匣内侧温度热载荷等实际条件影响，本文将VSV机构柔性摇臂作为研究对象，设计搭建了VSV机构柔性摇臂运动疲劳精度特性试验台，详细开展了不同循... 详细信息

VSV机构可显著改善发动机气动性能与喘振裕度。考虑VSV机构受到的气动扭矩和轴向载荷以及机匣内侧温度热载荷等实际条件影响，本文将VSV机构柔性摇臂作为研究对象，设计搭建了VSV机构柔性摇臂运动疲劳精度特性试验台，详细开展了不同循环运动次数下的机构疲劳运动特性试验，并对调节角度精度等变化规律进行分析。结果表明：在该五级联调机构中，各级叶片角度均值随行程不断增加而增大，并在往返行程中存在滞回现象。S4级角度级差相对最大，峰值数值约为0.9°，各级角度级差均符合预期设计要求。叶片角度偏差在部分循环下发生小范围波动变化。

关键词： VSV机构柔性摇臂调节角度试验研究

660 MW燃煤机组掺烧生物质能耗及碳排放特性研究

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热能动力工程 2024年第6期 123-130页

作者：李源马仑方庆艳润电能源科学技术有限公司华中科技大学煤燃烧国家重点实验室

为了准确掌握生物质耦合发电机组能耗及碳排放水平，提出了生物质耦合发电机组燃料耗率和燃煤耗率的计算方法，并在某660 MW燃煤机组上开展了生物质炉内掺烧性能试验研究。试验结果表明：机组掺烧生物质时，由于锅炉效率下降和厂用电率... 详细信息

为了准确掌握生物质耦合发电机组能耗及碳排放水平，提出了生物质耦合发电机组燃料耗率和燃煤耗率的计算方法，并在某660 MW燃煤机组上开展了生物质炉内掺烧性能试验研究。试验结果表明：机组掺烧生物质时，由于锅炉效率下降和厂用电率上升，机组燃料耗率有一定程度的恶化趋势，而机组燃煤耗率却有一定程度的改善趋势;排烟热损失和机械未完全燃烧热损失的增加导致锅炉效率下降，生物质粉碎机及输送风机电耗的增加造成厂用电率上升；生物质掺烧比例越大，锅炉效率下降量越大，机组厂用电率上升量越大，机组燃料耗率上升量越大，机组燃煤耗率下降量越大；在机组负荷350 MW、生物质掺烧量10 t/h时，机组供电燃料耗率上升1.966g/(kW·h),机组供电燃煤耗率下降11.858 g/(kW·h),机组碳减排量12.40 t/h。

关键词：生物质掺烧锅炉效率厂用电率能耗碳排放

Fe-N-C氧还原电催化剂的失活机制及延寿策略

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化学进展 2024年第3期36卷 376-392页

作者：李隆浩周伟谢亮杨潮伟孟晓晓高继慧哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室哈尔滨150090 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001

在质子交换膜燃料电池(PEMFC)中,Fe-N-C催化剂是最有希望替代Pt的非贵金属氧还原(ORR)催化剂。然而目前高活性Fe-N-C催化剂的实际应用仍然受限于其稳定性不足。本文系统总结了Fe-N-C催化剂常见的合成方法(空间限制法和模板法等),概括了... 详细信息

在质子交换膜燃料电池(PEMFC)中,Fe-N-C催化剂是最有希望替代Pt的非贵金属氧还原(ORR)催化剂。然而目前高活性Fe-N-C催化剂的实际应用仍然受限于其稳定性不足。本文系统总结了Fe-N-C催化剂常见的合成方法(空间限制法和模板法等),概括了用于评估催化剂稳定性的半电池与单电池测试方法,分析了两种测试结果存在差异的原因,阐述了Fe-N-C催化剂的4种失活机理,从构筑稳定的碳载体、构筑稳定的活性位点和避免发生Fenton反应三个角度总结了提升稳定性的方法。最后展望了Fe-N-C催化剂未来的发展方向。

关键词：质子交换膜燃料电池氧还原 Fe-N-C催化剂稳定性失活机制延寿策略

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高温长期服役S30432钢管的组织与性能

金属热处理 2024年第5期49卷 17-22页

作者：杨希锐江宝世胡锋涛李艳军盛超杰王晨润电能源科学技术有限公司河南郑州450000 华润电力菏泽有限公司山东菏泽274000 武汉大学动力与机械学院湖北武汉430000

通过室温拉伸、室温冲击、硬度测试、高温拉伸、金相显微镜、扫描电镜和能谱仪等手段研究了超超临界锅炉服役79000 h S30432钢管的组织和性能。结果表明,S30432钢管高温服役79000 h后,室温硬度和抗拉强度升高,塑、韧性均显著降低,断后... 详细信息

通过室温拉伸、室温冲击、硬度测试、高温拉伸、金相显微镜、扫描电镜和能谱仪等手段研究了超超临界锅炉服役79000 h S30432钢管的组织和性能。结果表明,S30432钢管高温服役79000 h后,室温硬度和抗拉强度升高,塑、韧性均显著降低,断后伸长率已低于标准要求;高温下抗拉强度和塑性显著降低,670℃抗拉强度已低于标准外推值;组织严重老化,孪晶消失,除NbC、M_(23)C_(6)等碳化物外,晶内、晶界均不同程度析出了硬脆的σ相,是导致塑、韧性及高温抗拉强度大幅下降的主要原因。

关键词： S30432钢高温长时服役组织 σ相力学性能

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综采工作面自动化生产工艺研究与应用

煤炭科学技术 2024年

作者：连东辉袁瑞甫崔科飞马祥原鹏辉潘坤郑州恒达智控科技股份有限公司河南理工大学能源科学与工程学院

综采工作面采煤工作的任务是破煤、装煤、运煤、支护顶板、采空区处理这5个工序。智能化综采面需要各个装备在程序的控制下相互配合自动完成5个工序的任务，对于不同条件的工作面需要设计采煤机动作、支架跟机动作的详细流程。根据目前... 详细信息

综采工作面采煤工作的任务是破煤、装煤、运煤、支护顶板、采空区处理这5个工序。智能化综采面需要各个装备在程序的控制下相互配合自动完成5个工序的任务，对于不同条件的工作面需要设计采煤机动作、支架跟机动作的详细流程。根据目前综采面智能化装备的功能特点，提出了适用于不同煤层条件的4种智能化生产工艺流程。对于近水平且赋存稳定煤层的工作面，设计了14道的采煤机自动化截割工序以及9步骤的支架自动化跟机作业流程，解决了自动化端头进刀及割三角煤问题，大大提高了生产效率。针对倾斜煤层、大倾角煤层以及特厚急倾斜煤层等复杂条件，分别提出了中部斜切进刀割煤工艺流程、大倾角煤层端部反向进刀单向割煤工艺流程、单摇臂采煤机中部斜切进刀割煤工艺流程。相关工艺在多个矿井现场应用，大大提高了智能化装备的自动化使用率，取得了较好的减人提效效果，对类似条件的智能化综采面生产工艺流程的设计和应用有重要参考价值。

关键词：综采工作面自动化生产工序复杂煤层

温和条件下乙二醇苯醚高效分离回收甘蔗渣组分

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化工学报 2024年第6期75卷 2274-2282页

作者：张祎琪谭雪松李吾环张权苗长林庄新姝中国科学技术大学能源科学与技术学院安徽合肥230026 中国科学院广州能源研究所广东广州510640 安徽工业大学化学与化工学院安徽马鞍山243002

使用酸性乙二醇苯醚(EPH)体系对甘蔗渣(SCB)进行预处理,在最优条件下(110℃,0.05 mol/L H2SO4,60 min)实现了90.47%的纤维素保留率,去除了90.33%的木质素和76.70%的半纤维素。回收得到的富含纤维素的残渣最高酶解率为89.71%,是未经处理... 详细信息

使用酸性乙二醇苯醚(EPH)体系对甘蔗渣(SCB)进行预处理,在最优条件下(110℃,0.05 mol/L H2SO4,60 min)实现了90.47%的纤维素保留率,去除了90.33%的木质素和76.70%的半纤维素。回收得到的富含纤维素的残渣最高酶解率为89.71%,是未经处理的甘蔗渣的酶解率(15.93%)的近6倍。用异丙醚从预处理液中回收了74.29%的木质素(纯度为93.53%)。使用SEM、XRD、FTIR对预处理后残渣及原料的组成及结构进行表征,发现甘蔗渣的形貌结构被破坏,结晶度提高,因而酶解率大幅度提高。通过2D HSQC表征发现在预处理过程中乙二醇苯醚和木质素的醚化反应抑制了木质素的缩合。本研究建立了酸性乙二醇苯醚预处理体系,实现了甘蔗渣组分的高效分离,并高效回收高纯木质素与可发酵糖,可为生物质高值化利用提供参考。

关键词：生物质生物分离预处理酶解木质素生物能源

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超长重力热管联合热泵的地热利用系统热力经济性分析

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新能源进展 2024年第2期12卷 160-168页

作者：蔺维杰岑继文蒋方明中国科学技术大学能源科学与技术学院广州510640 中国科学院广州能源研究所广州510640 中国科学院可再生能源重点实验室广州510640 广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室广州510640

深层地热资源储量巨大,采用超长重力热管取热技术对深层地热资源进行开采,将其与热泵系统联合为用户供热是一种高效利用深层地热资源的方法。针对如何调节不同参数下超长重力热管与热泵联合运行以期获得最佳热力经济性的问题,建立了系... 详细信息

深层地热资源储量巨大,采用超长重力热管取热技术对深层地热资源进行开采,将其与热泵系统联合为用户供热是一种高效利用深层地热资源的方法。针对如何调节不同参数下超长重力热管与热泵联合运行以期获得最佳热力经济性的问题,建立了系统热力经济性模型,研究了热泵系统蒸发温度、超长重力热管热阻、井深、地温梯度以及蒸发器面积不同的情况下系统热力经济性变化规律。结果表明存在一个最佳蒸发温度使供热成本最低,如在地温梯度30℃/km、井深3 000 m的条件下,最佳蒸发温度为-2℃;超长重力热管热阻越小或地温梯度越大时可实现供热成本越低且最佳蒸发温度越高;存在最佳的井深和蒸发器面积使得供热成本最低。研究结果可为优化超长重力热管在开采深层地热联合热泵系统性能方面提供理论指导。

关键词：深层地热开采超长重力热管热泵系统地热利用热力经济性分析

有机固体废弃物热解气掺氨预混旋流火焰结构研究

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燃烧科学与技术 2024年第3期30卷 239-247页

作者：郭怡君陈达南李兴李军赖诗妮黄宏宇小林敬幸中国科学院广州能源研究所广州510640 中国科学技术大学工程科学学院合肥230027 中国科学技术大学能源科学与技术学院广州510640 江西省碳中和研究中心南昌330096 名古屋大学化学工程系名古屋464-8603

由于有机固废热解产生的热解气热值较低,在一些燃烧器中无法燃烧,故采用旋流和掺混无碳燃料氨气的燃烧方式,以增强热解气燃烧的稳定性并减少碳排放.采用化学发光法对火焰结构进行了实验研究,基于CCD摄像系统,获得了不同当量比和掺氨比... 详细信息

由于有机固废热解产生的热解气热值较低,在一些燃烧器中无法燃烧,故采用旋流和掺混无碳燃料氨气的燃烧方式,以增强热解气燃烧的稳定性并减少碳排放.采用化学发光法对火焰结构进行了实验研究,基于CCD摄像系统,获得了不同当量比和掺氨比下热解气/氨气/空气预混旋流火焰中OH^(*)的化学发光分布.结果表明,不同类型热解气的旋流火焰形态结构差异较大;当量比增加到φ≥1时,OH^(*)辐射强度增强;掺氨使得热解气燃烧极限范围变窄,氨气的添加不仅会抑制OH^(*)自由基的产生,且会对火焰结构产生影响.

关键词：热解气体氨气旋流燃烧预混火焰 OH^(*)化学发光