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基于V2C催化剂的混合电解质锂空气电池催化机理研究
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作者 生健平 喻明富 +1 位作者 李洁 孙红 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1-7,共7页
氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)催化活性的提高可以显著提高混合电解质锂空气电池的性能。二维材料V2C(MXenes)具有丰富的组成、高比表面积和强稳定性等特点,受到广泛关注。本工作基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法,研究了V2C的... 氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)催化活性的提高可以显著提高混合电解质锂空气电池的性能。二维材料V2C(MXenes)具有丰富的组成、高比表面积和强稳定性等特点,受到广泛关注。本工作基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法,研究了V2C的电子性质、碱性条件下氧气在V2C表面的最佳吸附位点和氧气在V2C表面的氧化还原过程,计算了V2C的自由能和过电势,最后将其与混合电解质锂空气电池常用的MnO2催化剂进行了比较。结果表明,V2C作为混合电解质锂空气电池催化剂时,比常用的MnO2催化剂的过电势更小,说明该催化剂可以提高电极的催化性能,是一种前景良好的ORR和OER双功能催化剂。 展开更多
关键词 混合电解质锂空气电池 碳化钒 第一性原理 氧气吸附 氧还原反应
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全钒液流电池充放电特性及其影响因素试验 被引量:2
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作者 孙红 喻明富 +1 位作者 王瑞宙 于东旭 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2015年第6期1099-1105,共7页
目的探索全钒氧化还原液流电池中电流密度、电解液浓度、电解液流量大小等操作参数对钒电池性能、能量效率的影响.方法将Nafion117膜、石墨毡和带流场的集流板组装成全钒液流电池,采用日本菊水电子工业株式会社制造的液流电池测试平台,... 目的探索全钒氧化还原液流电池中电流密度、电解液浓度、电解液流量大小等操作参数对钒电池性能、能量效率的影响.方法将Nafion117膜、石墨毡和带流场的集流板组装成全钒液流电池,采用日本菊水电子工业株式会社制造的液流电池测试平台,测试了全钒液流电池充放电特性、库伦效率、电压效率和能量效率,分析了充放电电流和电解液浓度对全钒液流电池充放电特性、库伦效率、电压效率和能量效率的影响.结果研究发现:增大充放电电流密度和电解液浓度,可以缩短全钒液流电池充放电时间;增大充放电电流密度,可提高电池的库伦效率,而降低电池的电压效率和能量效率;增大电解液浓度,电池的库伦效率、电压效率和能量效率都降低.结论增大电流密度,可以降低电池的自放电和减少电池的副反应的发生,从而减少电池的充放电时间,电池的库伦效率增加;增大电流密度,欧姆极化产生的电压损失增加,电池的能量效率和电压效率降低;增大电解液浓度,单位体积内参加电化学反应的活化分子数增加,在电解液体积一定的情况下,电池的充放电时间缩短,库伦效率、电压效率和能量效率增加;增大电解液流量,电池的传质电压损失减少,浓差极化产生的过电位减少,电池性能越好.研究结果对优化全钒液流电池的操作参数、推动其运用具有重要意义. 展开更多
关键词 全钒液流电池 电解液 充放电特性 库伦效率
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全钒液流电池传质及数值分析 被引量:1
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作者 孙红 庄凯明 喻明富 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期506-512,共7页
目的研究电池内部传质及反应机理,分析钒离子浓度、电解质电势、电解质电流密度的分布以及电解液浓度对电解质电势和过电势的影响.方法基于电池内部的传递规律与反应相耦合的机理,建立三维数值模型,模拟全钒液流电池中的传质规律.结果... 目的研究电池内部传质及反应机理,分析钒离子浓度、电解质电势、电解质电流密度的分布以及电解液浓度对电解质电势和过电势的影响.方法基于电池内部的传递规律与反应相耦合的机理,建立三维数值模型,模拟全钒液流电池中的传质规律.结果在放电过程中,沿电解液流动方向,反应物离子浓度逐渐减少,生成物离子浓度逐渐增加;电解质电流密度在膜表面达到最大,向两侧的集流体方向逐渐降低;沿电解液流动和阴极指向阳极的方向,电解质电势逐渐降低.结论集流体附近电化学反应更剧烈,质子在Nafion膜中的传递主要是依靠电渗作用和浓差作用. 展开更多
关键词 全钒液流电池 传质规律 电流密度 电势
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自密实混凝土配合比对其蒸养后强度的影响预测 被引量:1
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作者 杨泽宇 孙红 +1 位作者 李晓 喻明富 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期3853-3859,共7页
为了研究配合比对自密实混凝土蒸养后强度的影响及对其进行精确地预测,论文设计了27组自密实混凝土配合比,通过试验的方法测得蒸养制度下的出窑强度和28 d龄期强度,分析了配合比中不同参数对其强度的影响;并利用人工神经网络,建立了自... 为了研究配合比对自密实混凝土蒸养后强度的影响及对其进行精确地预测,论文设计了27组自密实混凝土配合比,通过试验的方法测得蒸养制度下的出窑强度和28 d龄期强度,分析了配合比中不同参数对其强度的影响;并利用人工神经网络,建立了自密实混凝土配合比-强度模型。研究结果表明:在一定程度下,提高水泥用量,自密实混凝土强度越大;提高水胶比和砂率,自密实混凝土强度略微降低。基于人工神经网络建立的预测模型,可以在一定范围内准确预测自密实混凝土强度,对自密实混凝土的实际应用与推广有着重要意义。 展开更多
关键词 自密实混凝土 配合比 强度 人工神经网络
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基于数值孪生模型的锂空气电池放电特性 被引量:1
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作者 张添昱 李强 +3 位作者 李洁 张唐虎 喻明富 孙红 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期478-489,共12页
通过制备锂空气电池用电极,并对电极进行CT断层扫描,得到了电极的实际结构。将电极数值孪生模型与数值仿真模型结合,构建了基于实际孔隙结构的锂空气电池二维模型。在锂空气电池放电过程中,对Li_(2)O_(2)生成速率、Li_(2)O_(2)体积分数... 通过制备锂空气电池用电极,并对电极进行CT断层扫描,得到了电极的实际结构。将电极数值孪生模型与数值仿真模型结合,构建了基于实际孔隙结构的锂空气电池二维模型。在锂空气电池放电过程中,对Li_(2)O_(2)生成速率、Li_(2)O_(2)体积分数、氧气浓度、电极孔隙率、过电势等参数在不同放电电流密度条件下的变化进行了分析。结果表明:引入数值孪生孔隙结构的模型可以更直观地展现放电过程中电极孔隙被堵塞、氧气传输效率下降的过程。放电临近截止时,氧气的持续填充导致电极局部孔隙中氧气浓度急剧上升。随着放电的进行,反应区域逐渐变小,氧气流入侧的反应速率明显提升。放电产物逐渐堵塞正极,电池的放电电压逐渐降低,达到放电截止电压时,电极极化加剧,放电终止。 展开更多
关键词 锂空气电池 电极孔隙结构 数值孪生模型
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基于BC_(3)NT的混合系锂空气电池正极第一性原理研究 被引量:1
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作者 王玉阳 喻明富 +3 位作者 张添昱 李洁 李强 孙红 《原子与分子物理学报》 CAS 北大核心 2022年第3期143-151,共9页
文章采用第一性原理,利用掺杂硼的碳纳米管(BC_(3)NT)容易产生拓扑缺陷的特点,将其用作混合系锂空气电池正极材料,研究了BC_(3)NT拓扑缺陷电子性质及氧分子吸附.结果表明:BC_(3)NT产生的拓扑缺陷使得氧气在纳米管外表面吸附更加稳定,且... 文章采用第一性原理,利用掺杂硼的碳纳米管(BC_(3)NT)容易产生拓扑缺陷的特点,将其用作混合系锂空气电池正极材料,研究了BC_(3)NT拓扑缺陷电子性质及氧分子吸附.结果表明:BC_(3)NT产生的拓扑缺陷使得氧气在纳米管外表面吸附更加稳定,且缺陷环越大,吸附越稳定.七元环缺陷、八元环缺陷分别会使氧气在纳米管外表面发生半解离吸附和完全解离吸附,有利于氧还原反应的发生;通过布居分析电荷转移进一步验证了缺陷环越大,转移电荷越多,吸附越稳定. BC_(3)NT能增强对氧分子的解离吸附能力,有利于氧还原反应的进行.该材料适合用作混合系锂空气电池正极,有利于提高其性能. 展开更多
关键词 混合系锂空气电池 BC_(3)NT 第一性原理 氧吸附
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Ag-ZnO混合薄膜在聚合物太阳能电池中的应用
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作者 薛志超 李强 +3 位作者 于智清 喻明富 郭晓阳 孙红 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期392-398,共7页
采用旋涂法研制了Ag浆SC100-ZnO混合薄膜,系统研究了不同混合比例SC100∶ZnO薄膜作为电子传输层或光散射层对聚合物太阳能电池器件性能的影响,并讨论了其中存在的物理机制。研究发现,采用少量SC100(1%和2.5%)混合的薄膜作为光散射层,可... 采用旋涂法研制了Ag浆SC100-ZnO混合薄膜,系统研究了不同混合比例SC100∶ZnO薄膜作为电子传输层或光散射层对聚合物太阳能电池器件性能的影响,并讨论了其中存在的物理机制。研究发现,采用少量SC100(1%和2.5%)混合的薄膜作为光散射层,可以提高器件的性能参数(短路电流密度和填充因子),器件的光电转换效率分别提高了4.4%和5%。 展开更多
关键词 光散射层 电子传输层 聚合物太阳能电池
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NH_3杂质对HT-PEM燃料电池性能的影响
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作者 孙红 连丽 +1 位作者 喻明富 张方辉 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2015年第3期543-550,共8页
目的研究氢燃料中存在NH3杂质时对高温质子交换膜燃料电池的影响.方法使用燃料电池测试系统测试了HT-PEM燃料电池的极化曲线和交流阻抗图谱,采用等效电路法获得了HT-PEM燃料电池的等效电路元件,并对被NH3毒化后的电池催化剂层进行了电... 目的研究氢燃料中存在NH3杂质时对高温质子交换膜燃料电池的影响.方法使用燃料电池测试系统测试了HT-PEM燃料电池的极化曲线和交流阻抗图谱,采用等效电路法获得了HT-PEM燃料电池的等效电路元件,并对被NH3毒化后的电池催化剂层进行了电子显微扫描,分析了氢燃料中NH3质量浓度、电池温度和使用时间对HT-PEM燃料电池性能的影响.结果氢燃料中NH3的存在改变了电池电极电化学反应界面的结构,阻碍了质子的传递,导致电池性能下降,并且被NH3毒化后HT-PEM燃料电池再通入纯净氢气后电池性能仍继续下降.结论氢燃料中的NH3对HT-PEM燃料电池有很强的毒化作用,主要体现在降低了电池电极电化学反应界面,同时,被NH3毒化后HT-PEM燃料电池性能很难恢复,这种损害是不可逆的. 展开更多
关键词 PEM 燃料电池 NH3 PBI
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