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燃料辅助电解在固体氧化物电解池中的研究进展
1
作者 郑国柱 张广君 +4 位作者 王健成 吴英豪 庄子辰 陈婷 王绍荣 《燃料化学学报(中英文)》 北大核心 2025年第2期183-197,共15页
固体氧化物电解池(solid oxide electrolysis cell,SOEC)在CO_(2)转化和可再生能源电力存储方面表现出极具潜力的应用前景。然而,较高的电能消耗限制了其商业化应用。燃料辅助固体氧化物电解池(fuel-assisted solid oxide electrolysis ... 固体氧化物电解池(solid oxide electrolysis cell,SOEC)在CO_(2)转化和可再生能源电力存储方面表现出极具潜力的应用前景。然而,较高的电能消耗限制了其商业化应用。燃料辅助固体氧化物电解池(fuel-assisted solid oxide electrolysis cell,FASOEC)可以将在固体氧化物电解池中生成的氧气与燃料反应,将燃料的化学能提供给电解反应,从而极大地降低电解池的电能消耗。另外,FA-SOEC可以利用碳氢燃料的部分氧化反应(POM)和氧化偶联反应(OCM)产生合成气及多碳烯烃等。因此,这种新颖的电解模式展现出极高的经济价值和巨大的应用潜力。本工作介绍了近年来FA-SOEC的研究进展,总结了使用不同辅助燃料的FA-SOEC工作原理、FA-SOEC与SOEC的热力学和动力学对比、FA-SOEC的数值模型研究及燃料辅助电极材料的研究进展,总结了其面临的关键问题与挑战,并对未来的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 燃料辅助固体氧化物电解池 固体氧化物电解池 辅助燃料 数值模拟 电极材料
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氟掺杂在碳辅助电解水制氢中强化碳氧化反应研究
2
作者 刘琦 窦燕青 +5 位作者 巩宙婷 刘守军 陈亮宇 陶钰文 刘晋芳 杨颂 《燃料化学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1728-1735,共8页
面临着“双碳”目标的约束,氢能,尤其是电解水制氢技术受到了广泛的关注。然而,高能耗是制约该技术产业化的关键问题之一。基于此,提出“牺牲阳极碳辅助电解水制氢”的策略,利用碳氧化反应(COR)替代析氧反应(OER),实现能耗的大幅降低。... 面临着“双碳”目标的约束,氢能,尤其是电解水制氢技术受到了广泛的关注。然而,高能耗是制约该技术产业化的关键问题之一。基于此,提出“牺牲阳极碳辅助电解水制氢”的策略,利用碳氧化反应(COR)替代析氧反应(OER),实现能耗的大幅降低。具体是利用两步碳化法制备出F掺杂生物炭(记作F-BC-850),采用XRD、SEM-EDS、热重分析、XPS等表征手段解析F-BC-850的结构特征;通过电化学方法阐明F-BC-850与制氢性能间的构效关系。结果表明,在0.5 mol/L H_(2)SO_(4)溶液中,10 mA/cm^(2)下,其能耗是传统Pt片电极的57.9%;表征结果表明,氟化铵热解产生的HF刻蚀生物炭,能够形成活性较强的C-F键,进而提升了碳氧化性能。F物种的引入改变了碳结构,促进H_(2)O分子产生*OH,并强化了碳原子对*OH的吸附能力。本工作可为碳辅助电解水制氢高效产H_(2)和生物质高值化利用提供科学依据。 展开更多
关键词 碳辅助电解水制氢 F掺杂 氢能 电化学氧化 能耗
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超声振动辅助电解加工成形规律研究及试验 被引量：6
3
作者 李晶 陈湾湾 朱永伟 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2020年第8期13-19,共7页
超声振动辅助电解加工可以有效提高加工效率、改善加工精度。对超声振动辅助电解加工成形过程进行了分析,研究其加工成形机理,并根据加工成形质量对加工参数进行优选。设计了3种不同截面形状的柱状阴极工具进行超声振动辅助电解加工微... 超声振动辅助电解加工可以有效提高加工效率、改善加工精度。对超声振动辅助电解加工成形过程进行了分析,研究其加工成形机理,并根据加工成形质量对加工参数进行优选。设计了3种不同截面形状的柱状阴极工具进行超声振动辅助电解加工微孔的试验研究,分析了极间脉冲电压、占空比和振动加工方式等参数条件对加工效率、表面质量及微结构入口尺寸的影响规律。试验结果表明,超声振动改善了电解加工时的微孔边界成形作用环境,在加工阵列微孔时具有显著优势。当超声振动同步辅助电解加工的高频脉冲电压为4 V、占空比为40%时,加工深度、关键尺寸和表面粗糙度值达到了综合最优值。此外,加工工具的截面形状对工件的成形和表面质量也有一定的影响。 展开更多
关键词 超声振动 辅助电解 成形规律 电极间隙 精度分析
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钛合金微铣削辅助电解复合加工试验研究 被引量：1
4
作者 汪思鹏 何亚峰 +2 位作者 郭魂 魏志宏 徐波 《电加工与模具》 2023年第6期42-47,共6页
针对钛合金在NaNO3电解液下易钝化而导致电解加工中断的问题,提出了钛合金微铣削辅助电解复合加工方法,首先设计了微铣削辅助电解复合加工工具,建立了复合加工深度轮廓的数学模型,并通过单因素试验研究了不同进给速度、主轴转速、加工... 针对钛合金在NaNO3电解液下易钝化而导致电解加工中断的问题,提出了钛合金微铣削辅助电解复合加工方法,首先设计了微铣削辅助电解复合加工工具,建立了复合加工深度轮廓的数学模型,并通过单因素试验研究了不同进给速度、主轴转速、加工电压对复合加工的影响。结果表明:这些参数中对复合加工深度和材料去除率影响最大的是进给速度,对轮廓定域性影响最大的是主轴转速。在进给速度3 mm/min、加工电压24 V、主轴转速2000 r/min的试验参数下,加工获得的表面质量效果较好,加工深度轮廓试验曲线与数学模型达到了较好的吻合。 展开更多
关键词 钛合金 微铣削辅助电解复合 轮廓定域性 单因素试验
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超声辅助电解磷化工艺研究
5
作者 姚知深 孙晋美 +2 位作者 胡丽娜 曹广立 王明清 《电镀与精饰》 CAS 北大核心 2023年第12期56-63,共8页
传统中高温磷化工艺能耗高、产生磷化渣多、采用的促进剂对环境危害较大;电解磷化工艺虽然成膜时间短、生产效率高,但是生成的磷化膜耐蚀性较差。因此,本文对传统磷化工艺、电解磷化工艺进行改进,开发了一种超声辅助电解磷化工艺,研究... 传统中高温磷化工艺能耗高、产生磷化渣多、采用的促进剂对环境危害较大;电解磷化工艺虽然成膜时间短、生产效率高,但是生成的磷化膜耐蚀性较差。因此,本文对传统磷化工艺、电解磷化工艺进行改进,开发了一种超声辅助电解磷化工艺,研究了超声波作用下工艺参数、主成膜组分浓度对磷化膜性能的影响,并借助微观形貌图和X射线衍射仪(XRD)对超声的促进作用进行了探究。研究结果表明:超声辅助电解磷化并未改变磷化膜物相组成,其主成分仍然为Zn_(3)(PO_(4))_(2)·4H_(2)O,但是生成的磷化膜相较于电解磷化晶粒尺寸更小,晶粒间排列更紧密,致密性更好。此外,超声辅助电解磷化适宜的工艺参数和主成膜组分浓度为:温度35℃,电流0.5 A,超声功率150 W,氧化锌30 g/L,磷酸128 g/L,硝酸锌110 g/L,此时磷化膜厚度适中,耐腐蚀性更强。 展开更多
关键词 超声辅助电解磷化 电解磷化 工艺参数 耐腐蚀性
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电解放电复合加工技术现状与展望 被引量：2
6
作者 赵永华 刘为东 +2 位作者 刘江文 卢家俊 邹治湘 《电加工与模具》 北大核心 2024年第1期1-18,共18页
电解放电复合加工是实现电加工技术创新和突破的重要途径,可通过耦合放电与电解能场,利用其时/空协同效应实现在可加工性、加工精度及表面质量等方面的提升,故在介绍电解放电复合加工技术概念和原理分类的基础上,着重概述该领域近十年... 电解放电复合加工是实现电加工技术创新和突破的重要途径,可通过耦合放电与电解能场,利用其时/空协同效应实现在可加工性、加工精度及表面质量等方面的提升,故在介绍电解放电复合加工技术概念和原理分类的基础上,着重概述该领域近十年来的关键性研究进展和新技术创新,对除电火花-电解组合加工和电弧复合加工之外的各类电解放电复合加工技术的未来发展方向进行了展望,指出该技术的规模化工程应用仍需在性能突破、精确建模、加工过程智能控制、复合加工装备等方面取得突破性进展。 展开更多
关键词 电解辅助电火花加工 电火花辅助电解加工 等离子体辅助电解加工 火花辅助化学雕刻 射流电化学放电加工 电解等离子体化学刻蚀
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电化学辅助微电解法处理焦化废水 被引量：7
7
作者 杨浩 高秀丽 +3 位作者 史殿彬 黄显弟 孙宝铁 邹东雷 《化工环保》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期650-654,共5页
制备了锰粉改进的规整化微电解填料,采用电化学辅助改进微电解填料处理初始COD为6 153.6 mg/L、ρ(NH_3-N)为182.6 mg/L的焦化废水,优化了工艺条件。实验结果表明,电化学辅助微电解法处理焦化废水的最佳工艺条件为电压8 V,填料投加量20 ... 制备了锰粉改进的规整化微电解填料,采用电化学辅助改进微电解填料处理初始COD为6 153.6 mg/L、ρ(NH_3-N)为182.6 mg/L的焦化废水,优化了工艺条件。实验结果表明,电化学辅助微电解法处理焦化废水的最佳工艺条件为电压8 V,填料投加量20 g/L,初始废水pH 6,反应时间30 min。在此条件下废水COD去除率为75.3%,NH_3-N去除率为65.4%;在其他工艺条件相同的情况下,未通过电化学辅助的填料微电解反应的COD去除率为33.0%,NH_3-N去除率为16.2%,电化学辅助后的COD去除率和NH_3-N去除率均明显提高。 展开更多
关键词 电化学辅助微电解法 焦化废水 微电解填料
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SLM成型零件型腔内表面电解辅助磁粒研磨加工研究 被引量：8
8
作者 刘文浩 陈燕 +3 位作者 王杰 丁叶 张泽群 潘明诗 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期100-109,共10页
为了去除选区激光熔化技术成型的零件表面缺陷和降低表面粗糙度,并寻求最佳的加工参数。从理论上解析电解辅助磁粒研磨的加工机理,利用仿真软件模拟加工区域的磁感应强度分布,设计Box-Behnken试验方案,先对材料为Ti6Al4V的钛合金工件表... 为了去除选区激光熔化技术成型的零件表面缺陷和降低表面粗糙度,并寻求最佳的加工参数。从理论上解析电解辅助磁粒研磨的加工机理,利用仿真软件模拟加工区域的磁感应强度分布,设计Box-Behnken试验方案,先对材料为Ti6Al4V的钛合金工件表面进行电解钝化,后进行机械磁粒研磨,根据试验结果建立表面粗糙度的二次响应回归方程并对建立的数学模型进行方差分析,最后用响应面分析法分析主轴转速、磨料粒径、电解温度和电解电压对表面粗糙度的影响规律,得到最佳的加工参数,在最佳工艺参数下对磁粒研磨和电解辅助磁粒研磨的加工效果进行比较和分析。建立的回归方程调整后的拟合优度为92.14%,经过优化后的电解辅助磁粒研磨最佳加工参数如下:电解液为浓度16%的硝酸钠溶液,电解温度28℃,电解电压12 V,磨料粒径180μm,主轴转速1100 r/min,使用磁粒研磨加工60 min后,工件表面粗糙度由原始的Ra 10.7μm降为Ra 0.52μm,使用电解辅助磁粒研磨加工60 min后,工件表面粗糙度由原始的Ra10.7μm降为Ra 0.354μm。使用电解辅助磁粒研磨可以有效去除选区激光熔化技术成型零件型腔内表面的缺陷,并降低零件的表面粗糙度,通过响应面分析法可以有效优化加工参数,使用电解辅助磁粒研磨加工比单一磁粒研磨加工的加工效果好,加工效率高。 展开更多
关键词 磁粒研磨 电解辅助磁粒研磨 选区激光熔化 表面粗糙度 响应面分析 加工参数
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光催化辅助射流电解加工SiCp/Al实验研究 被引量：3
9
作者 吴思怡 王锋 康小明 《电加工与模具》 2023年第4期40-46,共7页
采用紫外光照射电解液槽及工件表面的方式,进行了SiCp/Al的光催化辅助射流电解加工实验。光催化作用产生的羟基自由基·OH与SiC颗粒发生化学反应生成硬度较低且结合力较弱的SiO2层,SiO2层和金属铝基体分别被带有TiO2磨粒的射流冲刷... 采用紫外光照射电解液槽及工件表面的方式,进行了SiCp/Al的光催化辅助射流电解加工实验。光催化作用产生的羟基自由基·OH与SiC颗粒发生化学反应生成硬度较低且结合力较弱的SiO2层,SiO2层和金属铝基体分别被带有TiO2磨粒的射流冲刷去除与电化学阳极溶解去除,实现了金属铝基体和SiC颗粒的同步去除。首先通过测量氧化还原电位,优选出TiO2质量浓度4 g/L、H2O2体积分数3%的NaNO3电解液,然后进行了传统射流电解加工与光催化辅助射流电解加工的侧壁轮廓与表面质量对比。结果表明,光催化辅助射流电解加工能够明显抑制加工凹坑边缘表面的杂散腐蚀,对凹坑加工具有较好的定域性与表面质量。 展开更多
关键词 光催化辅助射流电解加工 铝基碳化硅 相对过切量
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煤基型焦牺牲阳极强化水电解制氢实验研究
10
作者 李娜 李哲函 +4 位作者 李光 郑晨旭 范剑明 刘全生 周兴 《燃料化学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期912-919,共8页
传统炭辅助电解水制氢技术将煤、生物质等碳源直接加入阳极室形成浆液,受炭颗粒、氧化基团和电极之间传递影响,反应速率慢,只有在低电流密度下才能实现电解制氢能耗的降低。以煤为碳源、碱活化生物质为黏结剂、石墨为导电颗粒,通过共成... 传统炭辅助电解水制氢技术将煤、生物质等碳源直接加入阳极室形成浆液,受炭颗粒、氧化基团和电极之间传递影响,反应速率慢,只有在低电流密度下才能实现电解制氢能耗的降低。以煤为碳源、碱活化生物质为黏结剂、石墨为导电颗粒,通过共成型和共热解工艺获得煤基型焦牺牲阳极,并用于炭辅助水电解制氢过程,可在高电流密度下(50 mA/cm^(2))显著提高炭辅助水电解制氢效率。电化学测试和阳极材料表征表明,煤基型焦牺牲阳极通过自身的牺牲(被氧化)强化阴极反应,进而实现水电解制氢电化学性能的提高。型焦牺牲阳极在1.23 V(vs.RHE)时,制氢电流密度是铂阳极的87倍,Tafel斜率降低了41%。煤基型焦阳极在50 mA/cm^(2)电流密度下阴极产氢速率是铂阳极体系的2.47倍,但电极电位仅为铂阳极的85%。SEM、TGA、BET、FT-IR和XPS结果表明,电解后牺牲阳极自身被氧化,羧基类C=O键被氧化生成CO_(2),醚类C–O含量显著增加。研究成果为炭辅助电解水制氢技术提供了全新思路与参考。 展开更多
关键词 制氢 碳辅助电解水 煤基型焦 牺牲阳极
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