医学数据挖掘教学实践——以基于Weka的机器学习方法为例 被引量：1

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作者 王捷 刘云 《数字技术与应用》 2024年第3期165-168,共4页

本文首先介绍了机器学习常用的一般操作流程、Weka软件以及生物医学数据处理的重要性。然后,阐述了如何使用Weka进行生物医学数据分析和构建机器学习模型,并提供了以糖尿病为例的具体案例来说明这些方法的应用。本文介绍的教学实践方法... 本文首先介绍了机器学习常用的一般操作流程、Weka软件以及生物医学数据处理的重要性。然后,阐述了如何使用Weka进行生物医学数据分析和构建机器学习模型,并提供了以糖尿病为例的具体案例来说明这些方法的应用。本文介绍的教学实践方法有助于学生直观地理解机器学习中各个重要步骤,并方便比较不同分类器效果,具备良好的教学潜力。 展开更多

关键词 机器学习 生物医学数据 医学数据挖掘 分类器 教学实践 操作流程 具体案例

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基于生理网络脑心交互的视觉诱发情绪效价评估

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作者 蔡志鹏 高鸿祥 +1 位作者 李建清 刘澄玉 《中国生物医学工程学报》 北大核心 2025年第1期11-20,共10页

近10年来,情绪加工中大脑与心脏的复杂生理交互成为研究热点。本研究采用网络生理学方法,分析Dreamer数据库中414条视觉情绪诱发期间的脑电和心电信号间的时间延迟稳定性(TDS)量化指标,探究视觉情绪刺激下的脑心交互。研究揭示了情绪处... 近10年来,情绪加工中大脑与心脏的复杂生理交互成为研究热点。本研究采用网络生理学方法,分析Dreamer数据库中414条视觉情绪诱发期间的脑电和心电信号间的时间延迟稳定性(TDS)量化指标,探究视觉情绪刺激下的脑心交互。研究揭示了情绪处理时大脑半球间的不对称连接,特别是大脑右半球在交互中的主导地位。脑电分析强调了低频段(δ、θ、α)在情绪信息传输中的核心作用,其中额叶区域的δ-θ耦合对情绪调节尤为关键。在高效价情绪状态下δ-θ耦合的%TDS值(0.78±0.05)显著高于低效价状态(0.65±0.04)。此外,低效价脑心交互的平均连接强度最高达(0.68±0.06),而高效价下降至最低(0.59±0.03)。这些发现不仅增进了对情绪加工中大脑皮层与心脏同步机制的理解,而且丰富了神经生理学与情绪科学的知识体系。 展开更多

关键词 脑心交互 EEG振荡 情绪诱发 网络生理学 时间延迟稳定性

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梯度水凝胶生物支架3D打印自动补液装置的设计与试用

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作者 戚丹 朱彤 +3 位作者 阮祥 李振界 王瀚 李开良 《生物医学工程与临床》 CAS 2023年第6期706-711,共6页

目的具有梯度结构的仿生材料能够满足高机械强度和柔性,然而现有梯度材料制造工艺很难达到所需效果,因此可以利用三维(3D)打印技术实现梯度材料的制作,并设计一套适用于梯度水凝胶生物支架3D打印的自动补液装置。方法通过STC89C51作为... 目的具有梯度结构的仿生材料能够满足高机械强度和柔性,然而现有梯度材料制造工艺很难达到所需效果,因此可以利用三维(3D)打印技术实现梯度材料的制作,并设计一套适用于梯度水凝胶生物支架3D打印的自动补液装置。方法通过STC89C51作为自动补液装置的主控芯片,控制5路蠕动泵的工作,实现生物水凝胶各组分的梯度配比,同时与Photon-S光固化3D打印机联动,完成自动补液。结果自动补液装置包含混匀槽、废液槽;可实现3通道水凝胶自动补充,并且可以实现混匀槽的自动振动混匀,提供精准的水凝胶梯度。3D打印机引出控制线,控制自动补液装置工作,当第一梯度水凝胶打印完成后,打印机暂停工作,同时控制自动补液装置抽取废液并完成第二梯度水凝胶的配比和补充,依次进行,实现整个梯度水凝胶的打印。结论自动补液装置可以实现梯度水凝胶生物材料3D打印过程中的自动补液功能,保证了样品自动化的精确梯度打印,可以减少人工补液造成的误差。 展开更多

关键词 3D打印 梯度水凝胶 单片机控制 自动补液

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激光诱导石墨烯电极的制备及其对尿酸的检测

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作者 黄洋洋 梁思萍 +5 位作者 王中飞 霍元培 臧予安琪 朱红利 陈芸 余善成 《微纳电子技术》 2025年第2期97-104,共8页

尿酸是体内嘌呤的代谢产物,其浓度异常与痛风、肾脏疾病及代谢紊乱等息息相关,检测体液中尿酸含量具有重要的临床意义。通过二氧化碳激光以优化的激光功率4.1 W、加工分辨率500 dpi雕刻聚酰亚胺制得了激光诱导石墨烯电极,具有较低的电阻... 尿酸是体内嘌呤的代谢产物,其浓度异常与痛风、肾脏疾病及代谢紊乱等息息相关,检测体液中尿酸含量具有重要的临床意义。通过二氧化碳激光以优化的激光功率4.1 W、加工分辨率500 dpi雕刻聚酰亚胺制得了激光诱导石墨烯电极,具有较低的电阻(方块电阻为34.16Ω/)、较高的活性面积(为玻碳电极的1.8倍),基于循环伏安法对尿酸实现了较好的电化学检测,检测范围宽(10~2 000μmol/L),检测限低(1.2μmol/L),而且对潜在的干扰物(如腺苷、肌酐、抗坏血酸、L-半胱氨酸、尿素、葡萄糖、乳酸和乳糖等)展现出优异的抗干扰性能。将传感器用于健康志愿者尿液样品分析,得到加标回收率在99.03%~104.27%之间,相对标准偏差为2.85%,表明激光诱导石墨烯的尿酸传感器能够满足实际临床样品的检测需求。 展开更多

关键词 激光诱导石墨烯 传感器 电化学 循环伏安法 尿酸

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基于课程思政的医学生创新创业精神培育方法的研究 被引量：7

5

作者 王雨欣 王婉伦 +3 位作者 蒋潇崎 谈欣 朱浚仪 王铭泽 《医学教育研究与实践》 2022年第5期545-550,共6页

目的发掘并确定对本科生创新创业精神培育的积极影响因素,为今后医学院校进一步将思政教育融入创新创业训练提供依据。方法对375名本科生进行问卷调查,对其中的12名典型代表进行非结构式访谈,根据结果总结对后续双创训练的干预措施。结... 目的发掘并确定对本科生创新创业精神培育的积极影响因素,为今后医学院校进一步将思政教育融入创新创业训练提供依据。方法对375名本科生进行问卷调查,对其中的12名典型代表进行非结构式访谈,根据结果总结对后续双创训练的干预措施。结果基于375份有效样本的问卷分析结果表明,参加本科生暑期科研实践活动(P<0.05)和参加本科生相关科研赛事(P<0.05)是形成较高创新创业水平的独立影响因素;非结构式访谈也表明,课程思政对学生参加上述科研训练和科研赛事也起到了直接的引导作用。结论通过融合思政教育提高学生对科研训练和科研赛事的参与度将有助于提高医学生创新创业水平并不断完善思政教育工作创新能力与水平。 展开更多

关键词 医学生 课程思政 创新创业 问卷调查 非结构式访谈

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面向睡眠研究的生理信号开源数据集综述

6

作者 陆敬怡 颜昌 +2 位作者 于广义 李建清 刘澄玉 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期358-368,共11页

临床多导睡眠数据的采集和标注耗时长且成本高,被测人群、采集设备和标注专家等因素的不同,使得采集的数据存在差异,增加了睡眠相关研究的难度和复杂度。与众多其他临床开源数据资源相同,面向睡眠研究的生理信号开源数据集的建立为全球... 临床多导睡眠数据的采集和标注耗时长且成本高,被测人群、采集设备和标注专家等因素的不同,使得采集的数据存在差异,增加了睡眠相关研究的难度和复杂度。与众多其他临床开源数据资源相同,面向睡眠研究的生理信号开源数据集的建立为全球相关研究者提供了丰富的数据资源和统一的对比平台,促进了睡眠医学领域研究的深入发展。为此,综述了在睡眠领域中常见的18个开源数据集的概况、特点及应用,这些数据集包括脑电图(EEG)、心电图(ECG)、眼电图(EOG)和肌电图(EMG)等生理信号以及涵盖睡眠障碍、心血管疾病和肥胖症等多个临床领域;总结了现有睡眠开源数据集在数据质量、数据标准、数据安全、样本代表性和外部有效性等方面存在的局限,提出了针对性的建议与展望。 展开更多

关键词 多模态生理信号 睡眠 开源数据集 生理测量

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基于机器学习的重症患者脓毒症实时风险预测模型

7

作者 李润发 杨美程 +1 位作者 李建清 刘澄玉 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-9,共9页

脓毒症是人体对感染反应失调导致的器官功能障碍综合症,具有较高的发病率和死亡率。传统的评分系统存在特异性低的问题。本研究基于LightGBM机器学习框架,提出了一种对脓毒症进行早期预测和风险评估的模型,以便对具有脓毒症潜在风险的... 脓毒症是人体对感染反应失调导致的器官功能障碍综合症,具有较高的发病率和死亡率。传统的评分系统存在特异性低的问题。本研究基于LightGBM机器学习框架,提出了一种对脓毒症进行早期预测和风险评估的模型,以便对具有脓毒症潜在风险的患者进行及时干预。为了实现该模型,提出基于LASSO特征选择和滑动窗口路径重积分的时间序列特征构建方法,以及基于动态时间规整算法的时间序列聚类采样方法。选择MIMIC-Ⅲ数据库29239位病人和PhysioNet/CinC 2019挑战赛数据集40336位病人的临床信息来训练和验证模型。所提出的模型在MIMIC-Ⅲ和PhysioNet/CinC 2019独立测试集上的灵敏度、特异性、操作特征曲线下面积(AUC)分别为0.7377、0.7304、0.8147和0.8026、0.7891、0.8730。与目前最先进的EASP方法相比,AUC分别提高了3.62%和2.83%。本研究模型可以实时预测脓毒症发生的风险,揭示影响脓毒症发生的重要因素,为脓毒症风险人群的及时干预提供依据。 展开更多

关键词 脓毒症预测 机器学习 特征构建 时间序列采样

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叶酸加工厂的观光之旅

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作者 明秋雨 姜慧君 张志豪 《大学化学》 CAS 2024年第9期11-15,共5页

通过游览叶酸加工厂的形式,介绍了叶酸的结构、代谢和作用机制,并给出了补充叶酸的建议。通过科学性、趣味性兼备方式,让读者深入了解叶酸的功能,达到提示适用人群合理补充叶酸的目的。

关键词 叶酸 结构 代谢 叶酸循环 科普 建议

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穿戴式心电:发展历程、核心技术与未来挑战 被引量：33

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作者 刘澄玉 杨美程 +3 位作者 邸佳楠 邢彦涛 李钰雯 李建清 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期641-652,共12页

随着物联网、大数据、云计算、人工智能等先进科技的迅猛发展,动态心电监测近年来朝着可穿戴、智能化、便捷化的方向快速发展。穿戴式心电设备能够实现心电数据的个体化、实时、长程、连续监护,可为智慧医疗新模式提供重要载体和技术手... 随着物联网、大数据、云计算、人工智能等先进科技的迅猛发展,动态心电监测近年来朝着可穿戴、智能化、便捷化的方向快速发展。穿戴式心电设备能够实现心电数据的个体化、实时、长程、连续监护,可为智慧医疗新模式提供重要载体和技术手段。回顾穿戴式心电的基本概念和发展历程,综述其信号感知和处理等方面的核心技术和当前代表性的穿戴式心电设备,并对穿戴式心电未来发展趋势和面临挑战进行剖析和展望。 展开更多

关键词 心电监护 穿戴式心电 智慧医疗 大数据 人工智能

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基于深度学习的手术机器人单目视觉患者头部姿态估计 被引量：2

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作者 冯朋飞 李亮 +1 位作者 丁辉 王广志 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期537-546,共10页

患者头部姿态估计技术是神经外科手术机器人自主化与智能化感知的关键技术之一。本研究利用基于数据驱动的深度学习方法帮助神经外科手术机器人估算患者头部姿态,为神经外科手术的智能化打下基础。首先,建立患者头部姿态估计任务的基本... 患者头部姿态估计技术是神经外科手术机器人自主化与智能化感知的关键技术之一。本研究利用基于数据驱动的深度学习方法帮助神经外科手术机器人估算患者头部姿态,为神经外科手术的智能化打下基础。首先,建立患者头部姿态估计任务的基本数学关系;其次,给出一种高效、鲁棒的头部姿态标注方法,解决面部特征缺失情况下的2D头部图像姿态标注问题;之后,通过采集机器人视角下神经外科手术场景照片,构建共包含79个手术场景、合计4301张照片的患者头部姿态估计数据集;最后,研究HopeNet深度神经网络在患者头部姿态估计问题上的适用性,并通过分布式标签、头部区域自适应裁剪、旋转数据增强以及新提出的旋转速率损失函数等方法提高模型性能。进行网络训练和评价,在包含10个手术场景、386张照片的同源测试集1上,基于单视角的姿态估计在偏航角、滚动角、俯仰角等3个方向平均可以达到±12.76°的预测误差;在8个手术场景、229张照片的异源测试集2上,在上述3个方向平均可以达到±13.41°的预测误差。结果表明,提出的模型能准确估计患者头部姿态,且提出的优化方法可以有效提升算法精度,并提高模型的泛化能力。 展开更多

关键词 手术机器人 头部姿态估计 数据标注

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Cu掺杂Ca_(3)Co_(4)O_(9+δ)中温固体氧化物燃料电池阴极材料 被引量：1

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作者 臧予安琪 王金芝 +2 位作者 高可炎 赵苏旭 余善成 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2023年第2期235-241,共7页

采用固相法制备了Ca_(3)Co_(4-x)Cu_(x)O_(9+δ)(x=0,0.1,0.3,0.5)阴极材料,研究了Cu离子掺杂对材料的物相组成、电极微观形貌、电化学性能、热膨胀系数、电导率及单电池输出性能的影响。结果表明:在900℃的煅烧合成温度下,未掺杂与Cu... 采用固相法制备了Ca_(3)Co_(4-x)Cu_(x)O_(9+δ)(x=0,0.1,0.3,0.5)阴极材料,研究了Cu离子掺杂对材料的物相组成、电极微观形貌、电化学性能、热膨胀系数、电导率及单电池输出性能的影响。结果表明:在900℃的煅烧合成温度下,未掺杂与Cu掺杂量为x=0.1的生成产物具有相同单一物相晶体结构(JCPDS 21-0139),Cu掺杂使晶胞参数略有增加。掺杂量为x=0.1的阴极膜层呈现出最疏松多孔状态,有利于氧气在阴极的扩散传输,相应的极化阻抗最小(700℃时极化阻抗为0.85Ω·cm^(2),为未掺杂的42.9%),可以高效地催化氧气在阴极处的还原反应,而且具有最高的电子电导率(相比未掺杂的提高了1.6倍),提升了阴极反应过程中的电荷转移效率。采用Ca_(3)Co_(3.9)Cu_(0.1)O_(9+δ)为阴极的单电池输出性能明显优于其他组分作为阴极时的性能(700℃时功率密度峰值约为79 mW·cm^(-2),为未掺杂的1.9倍)。因此,Cu掺杂的Ca_(3)Co_(4)O_(9+δ)具有作为中温固体氧化物燃料电池阴极材料的应用潜力。 展开更多

关键词 固体氧化物燃料电池 Ca_(3)Co_(4-x)Cu_(x)O_(9+δ) 阴极材料 铜掺杂 电化学性能 极化阻抗 功率密度峰值

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高频心电技术研究进展

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作者 邢彦涛 李嘉懿 +2 位作者 肖志军 李建清 刘澄玉 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期461-474,共14页

心电图的发明为心血管疾病的诊断、预防与治疗提供了丰富的信息,然而心电图背后的信息却远不止这些。新一代高频心电技术能够挖掘更深层次的人体生理信息,进一步弥补常规心电在心肌缺血诊断以及自主神经系统状态评估上的不足。从高频心... 心电图的发明为心血管疾病的诊断、预防与治疗提供了丰富的信息,然而心电图背后的信息却远不止这些。新一代高频心电技术能够挖掘更深层次的人体生理信息,进一步弥补常规心电在心肌缺血诊断以及自主神经系统状态评估上的不足。从高频心电技术的原理及发展历史出发,分别在信号传感、采集系统、信号去噪以及特征工程等4个方面对高频心电的关键技术进行综述。基于这些技术的发展,进一步总结高频心电技术在心肌缺血和自主神经系统状态评估方面的临床实践和应用成果,并对高频心电在实际应用中的技术局限及未来发展进行分析与讨论。 展开更多

关键词 高频心电 智慧医疗 大数据 特征工程

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碳纳米管负载的金纳米颗粒修饰有机电化学晶体管传感器及其对多巴胺的检测 被引量：1

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作者 刘瑞清 邵小东 +5 位作者 王金芝 赵苏旭 高可炎 臧予安琪 余善成 胡本慧 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2022年第9期891-898,965,共9页

多巴胺(DA)是中枢神经系统中一种重要的神经递质,通过柔性可穿戴传感器对其进行实时检测具有潜在临床应用价值。为了实现对多巴胺高灵敏的检测,以聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸(PEDOT∶PSS)为沟道材料制备了有机电化学晶体管(OECT)... 多巴胺(DA)是中枢神经系统中一种重要的神经递质,通过柔性可穿戴传感器对其进行实时检测具有潜在临床应用价值。为了实现对多巴胺高灵敏的检测,以聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸(PEDOT∶PSS)为沟道材料制备了有机电化学晶体管(OECT)传感器。并通过利用多壁碳纳米管(MWCNT)负载的金纳米颗粒(AuNP-PDA@MWCNT)修饰OECT的栅极,有效提升了传感器对多巴胺的检测能力,检测范围宽(100 pmol/L~1 mmol/L),检测灵敏度高(在1μmol/L~1 mmol/L浓度范围内为247.9 mV/decade,是未修饰传感器的2.65倍),检测限低(100 pmol/L),而且对潜在的干扰物(如抗坏血酸、尿酸和葡萄糖等)展现出较好的抗干扰性能,在可穿戴设备方面具有很好的应用前景。 展开更多

关键词 传感器 碳纳米管(CNT) 金纳米颗粒(AuNP) 有机电化学晶体管(OECT) 可穿戴设备 多巴胺(DA)

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在线健康社区用户特征研究——以“甜蜜家园”为例

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作者 罗雨宁 景慎旗 《中国新通信》 2021年第13期17-19,共3页

随着互联网应用的发展,越来越多的患者通过在线健康社区获取健康信息。以"甜蜜家园"为例,通过描述性统计和聚类模型,分析用户行为特征,对论坛用户生成内容进行主题聚类并绘制词云图以挖掘用户需求特征,从用户行为和需求两个... 随着互联网应用的发展,越来越多的患者通过在线健康社区获取健康信息。以"甜蜜家园"为例,通过描述性统计和聚类模型,分析用户行为特征,对论坛用户生成内容进行主题聚类并绘制词云图以挖掘用户需求特征,从用户行为和需求两个维度构建用户画像,以期为在线健康运营者提供启示和建议方法,更好地为用户提供服务。 展开更多

关键词 在线健康社区 用户聚类 主题聚类

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基于咖啡环效应的宽程柔性应变传感器

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作者 王金毅 胡本慧 +4 位作者 周宇轩 尹思梦 吴昊 任雪洋 唐文杰 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2021年第6期501-508,共8页

柔性传感器是柔性电子器件中关键的一种器件,柔性电子的快速发展对传感器的线性度、灵敏度和响应时间等性能提出了更高的要求。基于此,通过咖啡环效应在聚二甲基硅氧烷(PDMS)上沉积碳纳米管(CNT)形成厚度梯度传感薄膜,制备了兼具宽程、... 柔性传感器是柔性电子器件中关键的一种器件,柔性电子的快速发展对传感器的线性度、灵敏度和响应时间等性能提出了更高的要求。基于此,通过咖啡环效应在聚二甲基硅氧烷(PDMS)上沉积碳纳米管(CNT)形成厚度梯度传感薄膜,制备了兼具宽程、线性良好、灵敏度高与响应快速的柔性应变传感器,且制备方法简单。传感器的响应时间为80 ms,在拉伸1000次后仍具有良好的回复性和稳定性,在0~30%应变范围内应变系数为55,并保持良好线性(线性度R^(2)=0.9884),可用于监测关节活动,在医疗保健与康复、仿人人造皮肤机器人和仿生传感系统等领域具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 咖啡环 碳纳米管(CNT) 柔性应变传感器 柔性电子器件 仿生传感系统

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“383Windows”电解质自支撑新构型固体氧化物燃料电池的设计与制备

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作者 高可炎 赵苏旭 +2 位作者 臧予安琪 霍元培 余善成 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2023年第5期779-785,共7页

固体氧化物燃料电池的主要构型有电解质自支撑型与电极支撑型两种,然而这两种构型都存在明显的缺点。前者需要电解质层较厚,导致电池的欧姆阻抗较高,输出功率较低;后者的氧化还原稳定性较差,容易开裂、损坏,导致电池单体开路电压下降甚... 固体氧化物燃料电池的主要构型有电解质自支撑型与电极支撑型两种,然而这两种构型都存在明显的缺点。前者需要电解质层较厚,导致电池的欧姆阻抗较高,输出功率较低;后者的氧化还原稳定性较差,容易开裂、损坏,导致电池单体开路电压下降甚至完全失效。以氧化钇稳定的氧化锆电解质材料为例成功制备了“383Windows”构型电解质自支撑固体氧化物燃料电池,电解质层间结合紧密,结构稳定,具有优异的力学性能,在保证机械强度的前提下将电解质功能层的厚度成功降低到100μm以下。与同等厚度的厚膜电池相比,在800℃时“383Windows”构型电池的总欧姆阻抗降低了46.7%,输出性能得到了大幅度提高(最大功率密度提升了63.4%)。该结构易于拓展应用到其他电解质体系中制备固体氧化物燃料电池、固体氧化物电解池及全固态锂离子动力电池等,具有很好的商业化前景。 展开更多

关键词 固体氧化物燃料电池 电解质自支撑 “383Windows”构型 欧姆阻抗 功率密度峰值

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