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带嵌入式微通道陶瓷裂解反应器的管式氨燃料电池
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作者 许晓茹 欧建臻 +12 位作者 刘佳伟 陈智聪 叶豪 刘颖隆 刘英丽 林泽宇 刘晶晶 简俊辉 罗栩 范竞敏 王超 雷励斌 梁波 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第5期1818-1828,共11页
采用冷等静压法、无心磨法和浸渍法成功制备了一种结构为NiO-YSZ|YSZ|LSCF-GDC的电解质支撑微管式固体氧化物燃料电池,其电解质厚度约为200μm。氨分解催化剂使用浸渍法制备,以蜂窝陶瓷为载体,制备一种在微通道内表面锚定了纳米级Ru催... 采用冷等静压法、无心磨法和浸渍法成功制备了一种结构为NiO-YSZ|YSZ|LSCF-GDC的电解质支撑微管式固体氧化物燃料电池,其电解质厚度约为200μm。氨分解催化剂使用浸渍法制备,以蜂窝陶瓷为载体,制备一种在微通道内表面锚定了纳米级Ru催化剂的氨分解反应器,该反应器对氨的分解率随温度升高而增加,在500℃时达到98.9%,在600℃时达到99.6%。然后将微通道陶瓷裂解反应器插入并固定在微管式固体氧化物燃料电池(μT-SOFC)中氨燃料输入的上游。借助场发射扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析技术(EDS)对μT-SOFC和嵌入式裂解反应器进行微观结构表征和元素分布表征,观察到管式电池经典的三明治结构。μT-SOFC的开路电压为1.19 V,集成了嵌入式裂解反应器的单电池以氨作为燃料,在600℃、700℃、750℃、800℃和850℃的不同温度下,最大功率密度分别达到8mW/cm^(2)、19mW/cm^(2)、41mW/cm^(2)、53mW/cm^(2)和57 mW/cm^(2),最高功率密度达到以75%氢气+25%氮气为燃料时的62%、61%、98%、98%和92%。在这项研究中,采用了阳极内部环形集流取电模式。每个环均匀地收集电流,根据仿真结果,总电流与环数大致成正比。目前关于微管式固体氧化物燃料电池电解质支撑系统的研究甚少,本研究为该领域制备技术、工艺和材料的后续系统性开发提供了新参考。 展开更多
关键词 电解质支撑 管式固体氧化物燃料电池 燃料电池 嵌入式裂解反应器
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石墨电极棉线基微流体肼燃料电池
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作者 郝大程 王城铭 +1 位作者 李成勋 宋超 《电池》 CAS 北大核心 2024年第2期180-184,共5页
为找到性价比高且安全环保的供电设备,搭建以水合肼为燃料、石墨为电极以及棉线为流道材料的无催化剂微流体燃料电池(MFC),并进行性能测试。石墨管阳极、石墨棒阴极组合的MFC电化学性能最佳,电池于燃料浓度为0.075 mol/L、NaOH浓度为1.0... 为找到性价比高且安全环保的供电设备,搭建以水合肼为燃料、石墨为电极以及棉线为流道材料的无催化剂微流体燃料电池(MFC),并进行性能测试。石墨管阳极、石墨棒阴极组合的MFC电化学性能最佳,电池于燃料浓度为0.075 mol/L、NaOH浓度为1.0 mol/L及电极距离为4 mm时,具有11.10μW/cm^(2)的最大功率密度和121.45μA/cm^(2)的电流密度。搭建的MFC具有材料简单、成本低且组装方便等特点,无需外部泵维持共层流,作为便携式设备具备集成化和小型化的潜力。 展开更多
关键词 流体燃料电池(MFC) 棉线基 石墨电极 水合肼 功率密度 电流密度
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便携式装置中双凸台取电微管式固体氧化物燃料电池数值模拟及实验验证
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作者 陈智聪 马跃 +9 位作者 杨华政 王陈鹏 刘颖隆 叶豪 刘佳伟 许晓茹 刘英丽 陈皆成 杜志伟 梁波 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3523-3533,共11页
本工作利用甲醇水蒸气重整制氢和管式固体氧化物燃料电池的各自优势,设计了一种甲醇水蒸气重整制氢(MSR)耦合微管式固体氧化物燃料电池(μT-SOFC)便携式制氢发电装置。使用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件建立双凸台取电的μT-SOFC... 本工作利用甲醇水蒸气重整制氢和管式固体氧化物燃料电池的各自优势,设计了一种甲醇水蒸气重整制氢(MSR)耦合微管式固体氧化物燃料电池(μT-SOFC)便携式制氢发电装置。使用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件建立双凸台取电的μT-SOFC数学模型并验证模型(误差率小于5%)。仿真结果表明双凸台取电方式可高效地收集电流,不同电压下电池整体具有较小的温度差。MSR催化剂和阳极支撑型μT-SOFC分别使用浸渍法和挤出成型-浸浆工艺制备。借助场发射扫描电子显微镜和能谱分析技术表征MSR催化剂和μT-SOFC材料特性。借助气相色谱仪分析MSR产物气体成分,分析得到氢气体积分数接近70%。便携式装置使用步进电机控制甲醇水溶液进液流量,可获得不同的MSR气体产物体积流量,平均最高可达1163 mL/min。应用于装置中的μT-SOFC开路电压为0.96 V,最大输出功率密度为190 mW/cm~2。电池在模拟实际使用4小时后,其电化学性能基本没有发生衰减。同时对此工况下的电池进行仿真,仿真结果表明,电池性能主要受MSR转化效率的限制,改变空气进气方向可提高电池输出功率。目前关于微管式燃料电池及其设备的应用研究甚少,本工作对μT-SOFC在便携式装置中的应用具有指导作用。 展开更多
关键词 甲醇水蒸气重整制氢 管式固体氧化物燃料电池 数值模拟 制氢发电装置
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微管式固体氧化物燃料电池制备技术及电堆组装工艺 被引量:6
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作者 孟秀霞 杨乃涛 +2 位作者 尹屹梅 谭小耀 马紫峰 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期2977-2986,共10页
微管式固体氧化物燃料电池(MT-SOFC)能显著减小固体氧化物燃料电池(SOFC)的体积,微型化结构使其传质、传热和反应效率明显提高,可实现快速启动与关闭,易于移动和携带。本文概述了微管式固体氧化物燃料电池的结构、关键制备工艺、研究现... 微管式固体氧化物燃料电池(MT-SOFC)能显著减小固体氧化物燃料电池(SOFC)的体积,微型化结构使其传质、传热和反应效率明显提高,可实现快速启动与关闭,易于移动和携带。本文概述了微管式固体氧化物燃料电池的结构、关键制备工艺、研究现状、存在问题和应用前景。对电解质支撑型、阳极支撑型及阴极支撑型MT-SOFC结构和性能进行了分析比较,介绍了等静压成型、挤出成型和相转化纺丝法制备陶瓷中空纤维的技术,综述了微管负载型电解质膜技术和微管电池堆组装技术,并对MT-SOFC发展方向及在便携电源、汽车动力电源和微反应器领域的应用进行了展望。 展开更多
关键词 管式固体氧化物燃料电池 挤出成型法 相转化纺丝法 陶瓷中空纤维 陶瓷反应器
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微管式固体氧化物燃料电池阳极微结构及其性能 被引量:1
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作者 杨乃涛 申义驰 +3 位作者 延威 孟秀霞 谭小耀 马紫峰 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1246-1252,共7页
利用相转化纺丝法制备了Ni O-YSZ中空纤维,在其外表面负载YSZ膜1450℃共烧后形成YSZ/Ni O-YSZ双层中空纤维。阳极孔结构通过芯液(N-甲基砒咯烷酮(NMP)+乙醇)中溶剂NMP的含量来控制。当NMP含量从0、30wt%、50wt%、70wt%增加到100wt%时,... 利用相转化纺丝法制备了Ni O-YSZ中空纤维,在其外表面负载YSZ膜1450℃共烧后形成YSZ/Ni O-YSZ双层中空纤维。阳极孔结构通过芯液(N-甲基砒咯烷酮(NMP)+乙醇)中溶剂NMP的含量来控制。当NMP含量从0、30wt%、50wt%、70wt%增加到100wt%时,阳极的孔结构由指状孔/海绵孔/指状孔三明治结构逐渐成为贯通的指状孔结构,电解质膜致密性、还原后的双层中空纤维的机械强度、阳极电导率逐渐减小,而孔隙率则增加。多孔的阴极Ag涂敷于致密的电解质膜外表面构成微管SOFC。H2/空气微管SOFC的浓差极化随着指状孔长度的增加而减小,当NMP含量为70wt%时,输出性能最佳,最大功率密度为662 m W/cm2(800℃),此时极化阻抗最小。 展开更多
关键词 管固体氧化物燃料电池 相转化法 阳极结构 浓差极化
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微管固体氧化物燃料电池的热应力分析 被引量:1
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作者 徐颖强 段辰宸 王雷雷 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1374-1376,1392,共4页
微管固体氧化物燃料电池(MT-SOFC)的寿命一直是制约其商业化进程的关键问题。希望利用多物理场耦合方式分析工作状态微管固体氧化物燃料电池在流体、热、力等作用下的应力分布,分析工作温度、温度梯度等因素对电池应力状态的影响。结果... 微管固体氧化物燃料电池(MT-SOFC)的寿命一直是制约其商业化进程的关键问题。希望利用多物理场耦合方式分析工作状态微管固体氧化物燃料电池在流体、热、力等作用下的应力分布,分析工作温度、温度梯度等因素对电池应力状态的影响。结果表明制造残余应力是电池失效的主要应力源,温度梯度造成这一残余应力进一步分化;工作温度升高有助于残余应力的降低,但电池的效率也会降低。该结果将为MT-SOFC寿命分析提供依据。 展开更多
关键词 多物理场 管固体氧化物燃料电池(MT—SOFC) 应力
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微流体燃料电池性能的预测(英文) 被引量:1
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作者 卢照升 孔为 +4 位作者 李家玉 陈代芬 窦轩 吴平 何立群 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1023-1028,共6页
报道了基于微流体技术的燃料电池性能的数值预测.在这种微流体燃料电池中,液态燃料和氧化剂并行流入微通道,电池的内部电流是微通道内离子的横向输运形成的.模型考虑了流体动力、组分的对流和扩散以及发生在电极表面的电化学反应.通过... 报道了基于微流体技术的燃料电池性能的数值预测.在这种微流体燃料电池中,液态燃料和氧化剂并行流入微通道,电池的内部电流是微通道内离子的横向输运形成的.模型考虑了流体动力、组分的对流和扩散以及发生在电极表面的电化学反应.通过给定一组工作电压,利用FLUENT软件预测对应的电流密度.计算结果表明,计算得到的电池的极化曲线与实验结果吻合较好.随着反应物体积流率的增加,两股流体的混合程度降低,浓度边界层厚度明显减小,电池性能逐渐增加.电池性能对阴极流体中氧气浓度的变化比较敏感,而阳极流体中甲酸浓度的变化对其影响较小.这一计算结果表明这种微流体燃料电池是阴极受限的,这与实验结果一致. 展开更多
关键词 流体燃料电池 极化曲线 数值模拟 FLUENT
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钒微流体燃料电池性能的数值模拟 被引量:1
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作者 高明峰 左春柽 张舟 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期3478-3483,共6页
对一种新型钒微流体燃料电池进行了理论分析并建立了三维数值模型。该模型包含了层流、物质传输与电化学反应等电池内部的物理和化学过程。计算得到的极化曲线与实验数据吻合较好,说明模型是可靠的。通过多场耦合求解,数值模拟了体积流... 对一种新型钒微流体燃料电池进行了理论分析并建立了三维数值模型。该模型包含了层流、物质传输与电化学反应等电池内部的物理和化学过程。计算得到的极化曲线与实验数据吻合较好,说明模型是可靠的。通过多场耦合求解,数值模拟了体积流速、燃料纯度等对电池性能的影响。研究结果表明:增大体积流速可以提高电池的功率,但燃料利用率会大幅降低;燃料纯度对燃料电池的电压有较大影响;燃料利用率低是制约微流体燃料电池发展的主要因素之一。通过改进原有Y形流道设计,设计了一种双Y形流道微流体电池,仿真结果显示其可以较大地改善燃料的利用率。 展开更多
关键词 流体燃料电池 数值模型 层流 燃料利用率
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阳极支撑微管式固体氧化物燃料电池的研究进展 被引量:2
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作者 孙旺 毛雅春 +1 位作者 张乃庆 孙克宁 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期223-232,共10页
近些年来,微管式固体氧化物燃料电池(SOFC)由于其具有密封简单、体积能量密度高、抗热震性好、启动时间快等优点备受关注。本文主要介绍了微管式SOFC的优势,并重点概述了阳极支撑型微管式SOFC的制备方法、研究现状和未来的发展方向。分... 近些年来,微管式固体氧化物燃料电池(SOFC)由于其具有密封简单、体积能量密度高、抗热震性好、启动时间快等优点备受关注。本文主要介绍了微管式SOFC的优势,并重点概述了阳极支撑型微管式SOFC的制备方法、研究现状和未来的发展方向。分别对采用塑性挤出法和相转化法制备的阳极支撑微管式SOFC的技术进展进行了综述。介绍了阳极支撑微管式SOFC电池堆的设计理念,并对未来微管式SOFC的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 管式固体氧化物燃料电池 电池 塑性挤出成型法 相转化法 阳极
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双电解质铝空气微流体燃料电池 被引量:1
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作者 彭陈阳 王雷 +1 位作者 刘富德 谢天锋 《电源技术》 CAS 北大核心 2020年第4期565-569,共5页
以甲醇为溶剂制备氢氧化钾/甲醇溶液作铝阳极电解液、以水为溶剂制备氢氧化钾溶液为空气阴极电解液,制得一种双电解质铝空气微流体燃料电池。1 000μL/min下,阳极电解液含水量20%时电池短路电流密度为270 mA/cm^2,最大功率密度90 mW/cm... 以甲醇为溶剂制备氢氧化钾/甲醇溶液作铝阳极电解液、以水为溶剂制备氢氧化钾溶液为空气阴极电解液,制得一种双电解质铝空气微流体燃料电池。1 000μL/min下,阳极电解液含水量20%时电池短路电流密度为270 mA/cm^2,最大功率密度90 mW/cm^2,铝自腐蚀率仅为在氢氧化钾水溶液中的10.5%。总的来说,含氢氧化钾/甲醇溶液的双电解质铝空气微流体燃料电池应用到小型电子设备中是具有吸引力的。 展开更多
关键词 铝空气电池 双电解质 流体燃料电池 铝自腐蚀
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直接铝-过硫酸钠微流体燃料电池性能研究 被引量:1
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作者 刘春梅 孙灿兴 +2 位作者 高燕均 姜朋飞 刘靖洁 《河南科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2023年第2期25-31,40,共8页
为获得一种高性能且低成本的新型水系铝电池,本文提出并构建了一种直接铝-过硫酸钠微流体燃料电池。研究了阳极电解液浓度、阴阳极电解液总流速及其流速比、氧化剂浓度对该微流体燃料电池产电性能的影响。结果表明:当阳极电解液浓度为2.... 为获得一种高性能且低成本的新型水系铝电池,本文提出并构建了一种直接铝-过硫酸钠微流体燃料电池。研究了阳极电解液浓度、阴阳极电解液总流速及其流速比、氧化剂浓度对该微流体燃料电池产电性能的影响。结果表明:当阳极电解液浓度为2.00 mol/L,阴阳极电解液总流速为200μL/min,阴阳极电解液流速比为1∶1,过硫酸钠氧化剂浓度为1.5 mol/L时,该直接铝-过硫酸钠微流体燃料电池的产电性能达到最佳,其开路电压为2.56 V,功率密度和电流密度的最大值分别为275 mW/cm^(2)和216 mA/cm^(2),铝阳极的最大比容量密度达到2760 mAh/g。 展开更多
关键词 流体燃料电池 铝阳极 过硫酸钠氧化剂 性能研究
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美国研制出世界上最小的燃料电池
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《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期96-96,共1页
美国科学家最近成功地研制出了迄今世界上最小的燃料电池,这种电池的直径只有3毫米,可以产生0.7伏的电压并能持续供电30个小时。这种微燃料电池可以在不消耗电能的情况下发电。新型电池由四个部分组成。上层是一个蓄水池,下层是一... 美国科学家最近成功地研制出了迄今世界上最小的燃料电池,这种电池的直径只有3毫米,可以产生0.7伏的电压并能持续供电30个小时。这种微燃料电池可以在不消耗电能的情况下发电。新型电池由四个部分组成。上层是一个蓄水池,下层是一个装有金属氢化物的燃料膛,中间以一层薄膜隔开。在金属氢化物的燃料膛下方,还有一组电极。 展开更多
关键词 微燃料电池 美国科学家 世界 金属氢化物 蓄水池
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便携式甲醇蒸汽重整制氢耦合固体氧化物燃料电池实验装置设计 被引量:4
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作者 马跃 林蔚然 +9 位作者 姚越 王陈鹏 杨华政 蔡思 郭劲 赵小波 陶涛 姚英邦 鲁圣国 梁波 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2022年第4期173-177,共5页
该文提出一种用于本科教学实验的甲醇蒸汽重整制氢(MSR)和微管式固体氧化物燃料电池(MTSOFC)教学演示仪。阳极支撑型MTSOFC和MSR催化剂分别使用挤出成型-浸浆工艺和液相合成法制备。结合扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)表征MTSOF... 该文提出一种用于本科教学实验的甲醇蒸汽重整制氢(MSR)和微管式固体氧化物燃料电池(MTSOFC)教学演示仪。阳极支撑型MTSOFC和MSR催化剂分别使用挤出成型-浸浆工艺和液相合成法制备。结合扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)表征MTSOFC和MSR催化剂材料特性,并使用色谱、电子负载分析本教学演示仪器的功能特性。纳米铜修饰的氧化锌MSR催化剂,在防止碳沉积的同时,其氢气选择率>40%。便携式教学演示仪使用的MTSOFC以甲醇重整合成气为原料,在720℃操作时,最大输出功率密度(MPD)为0.53 W·cm^(–2)。本仪器还配制了额外的扩展接线柱,学生可根据其他应用场景,展示燃料电池的功率特性。 展开更多
关键词 甲醇蒸汽重整制氢 管式燃料电池 本科教学实验
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A CNT Intercalated Co Porphyrin-Based Metal Organic Framework Catalyst for Oxygen Reduction Reaction
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作者 Pei-Pei He Jin-Hua Shi +6 位作者 Xiao-Yu Li Ming-Jie Liu Zhou Fang Jing He Zhong-Jian Li Xin-Sheng Peng Qing-Gang He 《电化学(中英文)》 北大核心 2025年第1期31-40,共10页
The poor electronic conductivity of metal-organic framework(MOF)materials hinders their direct application in the field of electrocatalysis in fuel cells.Herein,we proposed a strategy of embedding carbon nanotubes(CNT... The poor electronic conductivity of metal-organic framework(MOF)materials hinders their direct application in the field of electrocatalysis in fuel cells.Herein,we proposed a strategy of embedding carbon nanotubes(CNTs)during the growth process of MOF crystals,synthesizing a metalloporphyrin-based MOF catalyst TCPPCo-MOF-CNT with a unique CNT-intercalated MOF structure.Physical characterization revealed that the CNTs enhance the overall conductivity while retaining the original characteristics of the MOF and metalloporphyrin.Simultaneously,the insertion of CNTs generated adequate mesopores and created a hierarchical porous structure that enhances mass transfer efficiency.X-ray photoelectron spectroscopic analysis confirmed that the C atom in CNT changed the electron cloud density on the catalytic active center Co,optimizing the electronic structure.Consequently,the E_(1/2) of the TCPPCo-MOF-CNT catalyst under neutral conditions reached 0.77 V(vs.RHE),outperforming the catalyst without CNTs.When the TCPPCo-MOF-CNT was employed as the cathode catalyst in assembling microbial fuel cells(MFCs)with Nafion-117 as the proton exchange membrane,the maxi-mum power density of MFCs reached approximately 500 mW·m^(-2). 展开更多
关键词 Metal organic framework CNT intercalated ELECTROCATALYSIS Oxygen reduction reaction Microbial fuel cell
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微流体流道耗尽边界及交界扩散层的设计研究 被引量:1
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作者 林志阳 付强 +1 位作者 文东辉 鲁聪达 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1334-1336,共3页
微流体燃料电池的流道集合了传统燃料电池的核心部件(电极、集流板、质子交换膜)及功能(燃料的传输、生成物的转运),由此可见微流体电池的结构形式对其性能的重要性,而受结构影响较大的耗尽边界层及反应液交界面扩散层厚度很大程度上制... 微流体燃料电池的流道集合了传统燃料电池的核心部件(电极、集流板、质子交换膜)及功能(燃料的传输、生成物的转运),由此可见微流体电池的结构形式对其性能的重要性,而受结构影响较大的耗尽边界层及反应液交界面扩散层厚度很大程度上制约了微流体燃料电池性能的提升。介绍了几种控制耗尽边界层及反应液交界面扩散层的微流体燃料电池结构,并说明了这些结构在解决问题的同时所带来的"副作用",为微流体燃料电池结构设计提供一定的参考。 展开更多
关键词 流体燃料电池 耗尽边界层 交界面扩散层 电池结构
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微管SOFC复合支撑体NiO/La_(0.7)Ca_(0.3)CrO_(3-δ)的相转化纺丝法制备与性能
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作者 王松林 徐向棋 王东生 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期42-48,共7页
采用固相反应法合成La_(0.7)Ca_(0.3)CrO_(3-δ)(LCC)粉体,用相转化纺丝法制备NiO/LCC (1∶1)中空纤维膜,1400℃空气中烧结作为微管固体氧化物燃料电池的复合支撑体。借助粒度分析仪、热分析仪、X射线衍射仪、扫描电镜、四端子测量仪、... 采用固相反应法合成La_(0.7)Ca_(0.3)CrO_(3-δ)(LCC)粉体,用相转化纺丝法制备NiO/LCC (1∶1)中空纤维膜,1400℃空气中烧结作为微管固体氧化物燃料电池的复合支撑体。借助粒度分析仪、热分析仪、X射线衍射仪、扫描电镜、四端子测量仪、热膨胀仪、万能材料试验机等对复合支撑体的粉体粒度、烧结性能、致密度、断面微结构、电导性能、热膨胀性能和抗弯强度进行分析。结果表明:LCC与NiO粉体在1400℃的电池共烧温度下化学性质稳定,烧结性能良好。微管断面总体呈现表面皮层和内部双层径向平行排列且均匀分布的手指状孔隙结构,孔隙率达到60.6%,还原后的孔隙率增加到68.1%。纯H_2中的电导率随温度升高而降低,700℃时达到10.8S·cm^(-1)。还原前后的抗弯强度分别为39.6MPa和33.2MPa,热膨胀系数TEC为12.4×10^(-6)K^(-1),与其他电池材料相匹配。 展开更多
关键词 管固体氧化物燃料电池(管SOFC)中空纤维膜 烧结性能 电导率
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The biofilm characteristics and enhanced performance of a marine microbial-electrolysis-cell-based biosensor under positive anodic potential
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作者 CAO Yuanyuan ZHANG Chaoqun +2 位作者 LIU Xiang CHENG Liang YANG Yang 《土木与环境工程学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第6期221-230,共10页
Microbial fuel cells have already been used as biosensors to monitor assimilable organic carbon(AOC).However,their signal production from AOC is known to be completely suppressed by dissoved oxygen(DO).In this study,t... Microbial fuel cells have already been used as biosensors to monitor assimilable organic carbon(AOC).However,their signal production from AOC is known to be completely suppressed by dissoved oxygen(DO).In this study,two identical microbial electrolysis cell(MEC)based biosensors were inoculated with marine sediment and operated at two different anodic potentials,namely-300 mV and+250 mV relative to Ag/AgCl.The MEC biosensor operated under positive anodic potential conditions had electrochemically active microbial communities on the anode,including members of the Shewanellaceae,Pseudoalteromonadaceae,and Clostridiaceae families.However,the strictly anaerobic members of the Desulfuromonadaceae,Desulfobulbaceae and Desulfobacteraceae families were found only in the negative anodic potential MEC biosensor.The positive anodic potential MEC biosensor showed several other advantages as well,such as faster start-up,significantly higher maximum current production,fivefold improvement in the AOC detection limit,and tolerance of low dissolved oxygen,compared to those obtained from the negative anodic potential MEC biosensor.The developed positive anodic potential MEC biosensor can thus be used as a real-time and inexpensive detector of AOC concentrations in high saline and low DO seawater. 展开更多
关键词 BIOSENSOR microbial fuel cell anodic potential marine biofilm assimilable organic carbon
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YSZ/Ni-YSZ双层中空纤维电解质层厚度控制及其影响 被引量:3
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作者 宫勋 孟秀霞 +3 位作者 杨乃涛 谭小耀 尹屹梅 马紫峰 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1108-1114,共7页
本研究利用相转化共纺丝法一步制备出微管式固体氧化物燃料电池(MT-SOFC)用电解质/阳极(YSZ/NiO-YSZ)双层中空纤维膜,将制得的YSZ/NiO-YSZ双层中空纤维膜前驱体经1450℃烧结后,以纯H2在700℃下还原4 h得到YSZ/Ni-YSZ双层中空纤维膜。电... 本研究利用相转化共纺丝法一步制备出微管式固体氧化物燃料电池(MT-SOFC)用电解质/阳极(YSZ/NiO-YSZ)双层中空纤维膜,将制得的YSZ/NiO-YSZ双层中空纤维膜前驱体经1450℃烧结后,以纯H2在700℃下还原4 h得到YSZ/Ni-YSZ双层中空纤维膜。电解质YSZ膜层厚度通过改变YSZ铸膜液挤出速率来调节。将La0.8Sr0.2MnO3-δ(LSM)阴极乳浆浸渍涂覆在烧结后的YSZ/NiO-YSZ双层中空纤维膜外,经1200℃烧结后形成微管式固体氧化物燃料电池。结果表明,当阳极铸膜液以10 mL/min速率挤出,而电解质铸膜液挤出速率为0.5、1、1.5、2 mL/min时,构造的YSZ/Ni-YSZ双层中空纤维膜电解质层厚度分别为6、13、18、28μm,其机械强度、气密性均随着电解质层厚度增加而增大,但电导率与孔隙率受电解质层厚度的影响较小。YSZ膜厚度为28μm的MT-SOFC,800℃时以20 mL/min氢气作为燃料,30 mL/min空气作为氧化剂,最大开路电压为1.01 V,最大输出功率只有75 mW/cm2。但同样测试条件下,YSZ膜厚度为6μm的MT-SOFC,开路电压为0.92 V,最大输出功率升至329 mW/cm2。 展开更多
关键词 双层中空纤维 YSZ电解质膜 相转化法 管式固体氧化物燃料电池 共纺丝-共烧结
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Non-linear performance analysis and voltage control of MFC based on feedforward fuzzy logic PID strategy 被引量:9
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作者 LUO Qing-zhu AN Ai-min +1 位作者 ZHANG Hao-chen MENG Fan-cheng 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第12期3359-3371,共13页
Microbial fuel cell(MFC)is a kind of promising clean power supply energy equipment,but serious nonlinearities and disturbances exist when the MFC runs,and it is an important topic to guarantee that the output voltage ... Microbial fuel cell(MFC)is a kind of promising clean power supply energy equipment,but serious nonlinearities and disturbances exist when the MFC runs,and it is an important topic to guarantee that the output voltage reaches the setting value quickly and smoothly.Regulating the feeding flow is an effective way to achieve this goal,and especially,the satisfactory results can be achieved by regulating anode feeding flow.In this work,a feedforward fuzzy logic PID algorithm is proposed.The fuzzy logic system is introduced to deal with the non-linear dynamics of MFC,and corresponding PID parameters are calculated according to defuzzification.The magnitude value of the current density is used to simulate the value of the external load.The simulation results indicate that the MFC output voltage can track the setting value quickly and smoothly with the proposed feedforward fuzzy logic PID algorithm.The proposed algorithm is more efficient and robust with respect to anti-disturbance performance and tracking accuracy than other three control methods. 展开更多
关键词 microbial fuel cell feedforward fuzzy logic PID nonlinear performance analysis output voltage tracking
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A system combining microbial fuel cell with photobioreactor for continuous domestic wastewater treatment and bioelectricity generation 被引量:9
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作者 蒋海明 罗生军 +2 位作者 师晓爽 戴萌 郭荣波 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2013年第2期488-494,共7页
A coupled system consisting of an upflow membrane-less microbial fuel cell (upflow ML-MFC) and a photobioreactor was developed, and its effectiveness for continuous wastewater treatment and electricity production was ... A coupled system consisting of an upflow membrane-less microbial fuel cell (upflow ML-MFC) and a photobioreactor was developed, and its effectiveness for continuous wastewater treatment and electricity production was evaluated. Wastewater was fed to the upflow ML-MFC to remove chemical oxygen demand (COD), phosphorus and nitrogen with simultaneous electricity generation. The effluent from the cathode compartment of the upflow ML-MFC was then continuously fed to an external photobioreactor for removing the remaining phosphorus and nitrogen using microalgae. Alone, the upflow ML-MFC produces a maximum power density of 481 mW/m 3 , and obtains 77.9% COD, 23.5% total phosphorus (TP) and 97.6% NH4+-N removals. When combined with the photobioreactor, the system achieves 99.3% TP and 99.0% NH4+-N total removal. These results show both the effectiveness and the potential application of the coupled system to continuously treat domestic wastewater and simultaneously generate electricity and biomass. 展开更多
关键词 wastewater treatment microbial fuel cell PHOTOBIOREACTOR MICROALGAE BIOELECTRICITY
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