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基于格子玻尔兹曼方法的PEMFC微孔层气体传质分析
1
作者
周敬皓
张朝阳
+3 位作者
胡昊星
王思茗
刘静远
魏光华
《化工进展》
北大核心
2025年第9期4898-4907,共10页
基于格子玻尔兹曼方法(LBM)建立微孔传质数值模型,采用不同结构参数对质子交换膜燃料电池(PEMFC)中的微孔层(MPL)物理模型进行重构,并对其气体传质性质进行模拟计算。结果表明:MPL的氧气有效扩散系数随孔隙率下降而降低,当孔隙率由80%...
基于格子玻尔兹曼方法(LBM)建立微孔传质数值模型,采用不同结构参数对质子交换膜燃料电池(PEMFC)中的微孔层(MPL)物理模型进行重构,并对其气体传质性质进行模拟计算。结果表明:MPL的氧气有效扩散系数随孔隙率下降而降低,当孔隙率由80%下降至40%时,受克努森扩散影响带来的阻力由51%上升至83%;若假设MPL孔隙率一致,有效扩散系数随PTFE含量上升而提升,若假设碳格点总量一致,则受孔隙率下降影响,有效扩散系数随PTFE含量上升而下降;MPL的有效扩散系数随碳球半径提升而提升,随碳球种子占比提升而下降。基于以上研究,将具有不同孔隙率的MPL与阴极催化层(CL)组合后进行传质、反应耦合模拟计算。结果表明,当MPL的孔隙率下降时,对应CL中离聚物的氧气浓度下降1.7%,含水量上升2.7%,MPL气体传质阻力的增加具有阻碍反应气传质和增加微孔内相对湿度的作用。研究结果对PEMFC中MPL的设计与利用具有理论指导意义。
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关键词
质子交换膜燃料电池
微孔层
传质
数值模拟
格子玻尔兹曼方法
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职称材料
弱酸性条件游离亚硝酸耦合氨氧化细菌强化降解磺胺甲恶唑
2
作者
冯梓恒
王秉政
+4 位作者
田晓宇
胡昊星
方佳丽
仲慧赟
李激
《中国环境科学》
2025年第9期5213-5226,共14页
探究了不同活性氮中间体(RNIs)(NO、NH_(2)OH、游离亚硝酸(FNA))对磺胺甲恶唑(SMX)的转化及弱酸性条件下FNA对氨氧化细菌(AOB)去除SMX(1~5mg/L)的影响.结果表明,FNA对SMX具有明显去除作用,pH值是最显著影响因素.弱酸性条件(pH=6~7)下,FN...
探究了不同活性氮中间体(RNIs)(NO、NH_(2)OH、游离亚硝酸(FNA))对磺胺甲恶唑(SMX)的转化及弱酸性条件下FNA对氨氧化细菌(AOB)去除SMX(1~5mg/L)的影响.结果表明,FNA对SMX具有明显去除作用,pH值是最显著影响因素.弱酸性条件(pH=6~7)下,FNA耦合AOB共代谢对SMX的去除率达80.0%,且未对氨氧化效率产生显著影响;胞外聚合物(EPS)含量呈先升后降趋势;氨单加氧酶(AMO)含量受到轻微抑制,羟胺氧化还原酶(HAO)含量则先减后增;AOB菌属Nitrosomonas的丰度由56.4%降至0.7%,而后恢复至14.7%,Comamonas、Thermomonas的丰度也显著增加,有利于氨氧化性能的维持与SMX的去除.
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关键词
氨氧化细菌
共代谢
游离亚硝酸
磺胺甲恶唑
强化降解
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职称材料
题名
基于格子玻尔兹曼方法的PEMFC微孔层气体传质分析
1
作者
周敬皓
张朝阳
胡昊星
王思茗
刘静远
魏光华
机构
上海交通大学巴黎卓越工程师学院
上海交通大学燃料电池研究所
出处
《化工进展》
北大核心
2025年第9期4898-4907,共10页
基金
国家重点研发计划(2022YFB4003504)。
文摘
基于格子玻尔兹曼方法(LBM)建立微孔传质数值模型,采用不同结构参数对质子交换膜燃料电池(PEMFC)中的微孔层(MPL)物理模型进行重构,并对其气体传质性质进行模拟计算。结果表明:MPL的氧气有效扩散系数随孔隙率下降而降低,当孔隙率由80%下降至40%时,受克努森扩散影响带来的阻力由51%上升至83%;若假设MPL孔隙率一致,有效扩散系数随PTFE含量上升而提升,若假设碳格点总量一致,则受孔隙率下降影响,有效扩散系数随PTFE含量上升而下降;MPL的有效扩散系数随碳球半径提升而提升,随碳球种子占比提升而下降。基于以上研究,将具有不同孔隙率的MPL与阴极催化层(CL)组合后进行传质、反应耦合模拟计算。结果表明,当MPL的孔隙率下降时,对应CL中离聚物的氧气浓度下降1.7%,含水量上升2.7%,MPL气体传质阻力的增加具有阻碍反应气传质和增加微孔内相对湿度的作用。研究结果对PEMFC中MPL的设计与利用具有理论指导意义。
关键词
质子交换膜燃料电池
微孔层
传质
数值模拟
格子玻尔兹曼方法
Keywords
proton exchange membrane fuel cells
microporous layer
mass transfer
numerical simulation
lattice Boltzmann method
分类号
TK91 [动力工程及工程热物理]
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职称材料
题名
弱酸性条件游离亚硝酸耦合氨氧化细菌强化降解磺胺甲恶唑
2
作者
冯梓恒
王秉政
田晓宇
胡昊星
方佳丽
仲慧赟
李激
机构
江南大学环境与生态学院
出处
《中国环境科学》
2025年第9期5213-5226,共14页
基金
江苏省基础研究计划项目(BK20221102)
国家重点研发计划项目(2023YFC3804703)
+1 种基金
中国博士后科学基金资助面上项目(2022M711359)
国家自然科学基金青年项目(52300030)。
文摘
探究了不同活性氮中间体(RNIs)(NO、NH_(2)OH、游离亚硝酸(FNA))对磺胺甲恶唑(SMX)的转化及弱酸性条件下FNA对氨氧化细菌(AOB)去除SMX(1~5mg/L)的影响.结果表明,FNA对SMX具有明显去除作用,pH值是最显著影响因素.弱酸性条件(pH=6~7)下,FNA耦合AOB共代谢对SMX的去除率达80.0%,且未对氨氧化效率产生显著影响;胞外聚合物(EPS)含量呈先升后降趋势;氨单加氧酶(AMO)含量受到轻微抑制,羟胺氧化还原酶(HAO)含量则先减后增;AOB菌属Nitrosomonas的丰度由56.4%降至0.7%,而后恢复至14.7%,Comamonas、Thermomonas的丰度也显著增加,有利于氨氧化性能的维持与SMX的去除.
关键词
氨氧化细菌
共代谢
游离亚硝酸
磺胺甲恶唑
强化降解
Keywords
ammonia oxidizing bacteria
cometabolism
free nitrous acid
sulfamethoxazole
enhanced degradation
分类号
X703 [环境科学与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于格子玻尔兹曼方法的PEMFC微孔层气体传质分析
周敬皓
张朝阳
胡昊星
王思茗
刘静远
魏光华
《化工进展》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
弱酸性条件游离亚硝酸耦合氨氧化细菌强化降解磺胺甲恶唑
冯梓恒
王秉政
田晓宇
胡昊星
方佳丽
仲慧赟
李激
《中国环境科学》
2025
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职称材料
已选择
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引证文献
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