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具有高浓度氨腔室的立式热再生氨电池性能特性
1
作者
卢志强
石雨
+5 位作者
陈鹏宇
张亮
李俊
付乾
朱恂
廖强
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期1224-1231,共8页
热再生电池(thermally regenerative ammonia-based battery,TRAB)可有效地将低温热能转化为电能,但其较为严重的氨渗透现象严重影响电池的产电稳定性。本文通过可视化证明了TRAB阳极氨与电解液的自分层现象,基于此构建了一种具有高浓...
热再生电池(thermally regenerative ammonia-based battery,TRAB)可有效地将低温热能转化为电能,但其较为严重的氨渗透现象严重影响电池的产电稳定性。本文通过可视化证明了TRAB阳极氨与电解液的自分层现象,基于此构建了一种具有高浓度氨腔室的立式热再生氨电池,通过构建高浓度氨腔室和阳极氨传输阻挡层来调控氨分布,从而缓解电池中氨渗透过程。研究结果表明,与常规结构的热再生氨电池相比,具有氨腔室的热再生电池通过调控阳极氨分布解决了氨渗透的问题,在较高氨浓度(6mol/L)条件下获得了更高的输出功率、产电量以及更稳定的产电性能。此外,多孔泡沫铜阳极可以阻挡氨向下传输,进一步缓解氨渗透。具有合适孔隙密度(80PPI)的多孔电极在获得较大反应面积的同时保证了其内部良好的物质传输,使电池获得最佳的输出功率(10.8mW)。
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关键词
热再生
氨
电池
高浓度
氨
腔室
产电稳定性
最大输出功率
氨渗透
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职称材料
不同负载下热再生氨电池产电及Cu^(2+)去除特性
被引量:
1
2
作者
卢志强
张亮
+4 位作者
李俊
付乾
朱恂
廖强
陈鹏宇
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期3341-3349,共9页
热再生氨电池(thermally regenerative ammonia-based battery,TRAB)在利用低温废热产电的同时去除Cu^(2+),在含铜电镀废水的处理及资源回收方面具有独特的优势和良好的应用前景。而作为关键运行参数之一的负载不但影响电化学反应速率...
热再生氨电池(thermally regenerative ammonia-based battery,TRAB)在利用低温废热产电的同时去除Cu^(2+),在含铜电镀废水的处理及资源回收方面具有独特的优势和良好的应用前景。而作为关键运行参数之一的负载不但影响电化学反应速率和产电性能,而且还会对Cu^(2+)去除效果产生影响。此外,氨渗透现象的存在极大地影响了Cu^(2+)的去除效果。本文在不同负载条件下对电池进行批次放电,探究负载对电池的产电特性及铜离子去除率的影响,利用循环伏安法探究不同氨浓度条件下阴极发生的反应。对产电后的阳极液进行热再生,探究不同再生温度对热再生过程、电池功率及Cu^(2+)去除率的影响。研究结果表明,随着负载的降低(电流增大),电池的产电量得到提升,批次处理所需的时间大幅缩短。并且较小的负载可以有效降低阴极氨渗透量,减弱副反应的发生,从而提升阴极库仑效率,因此获得较高的Cu^(2+)去除率。当负载为1Ω时获得了较大的产电量(350C),且处理时间缩短为2.1h,使得废水中Cu^(2+)的去除率达到80.5%。热再生过程对下一批次电池性能和阴极Cu^(2+)去除有重要影响,一定范围内提升再生温度有利于热再生过程的进行。
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关键词
热再生
氨
电池
负载
Cu^(2+)去除率
氨渗透
电化学
废水
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职称材料
题名
具有高浓度氨腔室的立式热再生氨电池性能特性
1
作者
卢志强
石雨
陈鹏宇
张亮
李俊
付乾
朱恂
廖强
机构
重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室
重庆大学工程热物理研究所
出处
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期1224-1231,共8页
基金
国家自然科学基金创新研究项目(52021004)
国家自然科学基金面上项目(51976018)
+1 种基金
重庆市自然科学基金面上项目(CSTB2022NSCQ-MSX1596)
重庆归国留学人员科研基金(cx2021088)。
文摘
热再生电池(thermally regenerative ammonia-based battery,TRAB)可有效地将低温热能转化为电能,但其较为严重的氨渗透现象严重影响电池的产电稳定性。本文通过可视化证明了TRAB阳极氨与电解液的自分层现象,基于此构建了一种具有高浓度氨腔室的立式热再生氨电池,通过构建高浓度氨腔室和阳极氨传输阻挡层来调控氨分布,从而缓解电池中氨渗透过程。研究结果表明,与常规结构的热再生氨电池相比,具有氨腔室的热再生电池通过调控阳极氨分布解决了氨渗透的问题,在较高氨浓度(6mol/L)条件下获得了更高的输出功率、产电量以及更稳定的产电性能。此外,多孔泡沫铜阳极可以阻挡氨向下传输,进一步缓解氨渗透。具有合适孔隙密度(80PPI)的多孔电极在获得较大反应面积的同时保证了其内部良好的物质传输,使电池获得最佳的输出功率(10.8mW)。
关键词
热再生
氨
电池
高浓度
氨
腔室
产电稳定性
最大输出功率
氨渗透
Keywords
thermally regenerative ammonia-based battery
high-concentration ammonia chamber
power generation stability
maximum power
ammonia crossover
分类号
TM911.3 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
不同负载下热再生氨电池产电及Cu^(2+)去除特性
被引量:
1
2
作者
卢志强
张亮
李俊
付乾
朱恂
廖强
陈鹏宇
机构
重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室
重庆大学工程热物理研究所
出处
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期3341-3349,共9页
基金
国家自然科学基金面上项目(51976018)
重庆市留学人员创业创新支持计划创新资助重点项目(cx2017020)
+1 种基金
中央高校基本科研业务费项目(106112016CDJXY 145504)
低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室固定人员科研基金(LLEUTS-2018005)。
文摘
热再生氨电池(thermally regenerative ammonia-based battery,TRAB)在利用低温废热产电的同时去除Cu^(2+),在含铜电镀废水的处理及资源回收方面具有独特的优势和良好的应用前景。而作为关键运行参数之一的负载不但影响电化学反应速率和产电性能,而且还会对Cu^(2+)去除效果产生影响。此外,氨渗透现象的存在极大地影响了Cu^(2+)的去除效果。本文在不同负载条件下对电池进行批次放电,探究负载对电池的产电特性及铜离子去除率的影响,利用循环伏安法探究不同氨浓度条件下阴极发生的反应。对产电后的阳极液进行热再生,探究不同再生温度对热再生过程、电池功率及Cu^(2+)去除率的影响。研究结果表明,随着负载的降低(电流增大),电池的产电量得到提升,批次处理所需的时间大幅缩短。并且较小的负载可以有效降低阴极氨渗透量,减弱副反应的发生,从而提升阴极库仑效率,因此获得较高的Cu^(2+)去除率。当负载为1Ω时获得了较大的产电量(350C),且处理时间缩短为2.1h,使得废水中Cu^(2+)的去除率达到80.5%。热再生过程对下一批次电池性能和阴极Cu^(2+)去除有重要影响,一定范围内提升再生温度有利于热再生过程的进行。
关键词
热再生
氨
电池
负载
Cu^(2+)去除率
氨渗透
电化学
废水
Keywords
thermally regenerative ammonia-based battery
external load
Cu^(2+)removal rate
ammonia permeation
electrochemistry
wastewater
分类号
X703.1 [环境科学与工程—环境工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
具有高浓度氨腔室的立式热再生氨电池性能特性
卢志强
石雨
陈鹏宇
张亮
李俊
付乾
朱恂
廖强
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
不同负载下热再生氨电池产电及Cu^(2+)去除特性
卢志强
张亮
李俊
付乾
朱恂
廖强
陈鹏宇
《化工进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
1
在线阅读
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职称材料
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