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液态有机储氢技术研究现状与展望 被引量：3
1
作者 刘若璐 汤海波 +5 位作者 何翡翡 罗凤盈 王金鸽 杨娜 李洪伟 张锐明 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1731-1741,共11页
随着构建绿色氢能社会愿景的提出,氢能的需求量将会大规模增长,氢能的储运就成为了制约产业规模化发展的瓶颈。液态有机储氢技术在氢能大规模储存和长距离运输上具有成本低、安全性高等传统高压储氢无法比拟的优势,由于这项技术目前仍... 随着构建绿色氢能社会愿景的提出,氢能的需求量将会大规模增长,氢能的储运就成为了制约产业规模化发展的瓶颈。液态有机储氢技术在氢能大规模储存和长距离运输上具有成本低、安全性高等传统高压储氢无法比拟的优势,由于这项技术目前仍处于发展初期,国内相关的报道较少。本文综述了芳香烃类和氮杂环芳香烃类等主要的液态有机储氢材料,并对其储氢性能、优势、存在问题及发展现状展开了分析;阐述了液态有机储氢技术中加氢和脱氢过程所涉及的各种金属催化剂的性能。基于目前的研究,对液态有机储氢技术在未来氢能规模化应用方面的发展前景进行了展望,同时指出液态有机储氢技术在诸多氢能应用领域的可行性及其极高的经济价值。但是若要实现大规模应用,则需选择更优的有机储氢材料,开发高选择性、高催化活性及低成本的新型催化剂,进一步优化加氢和脱氢技术。 展开更多
关键词 液态有机储氢 储氢材料 芳香烃类 氮杂环芳香烃类 催化剂 加氢 脱氢 氢
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液态有机储氢技术应用与展望 被引量：2
2
作者 刘若璐 汤海波 +3 位作者 罗凤盈 邓亮 冯芷晴 张锐明 《现代化工》 北大核心 2025年第2期47-51,56,共6页
综述了不同种类液态有机储氢材料的储氢性质,重点分析了液态有机储氢技术在固定式供电、分布式可再生能源储能、移动式供能以及大宗能源运输领域的应用现状及应用前景。基于供氢链各环节,对比分析了液态有机储氢技术与传统的高压气态储... 综述了不同种类液态有机储氢材料的储氢性质,重点分析了液态有机储氢技术在固定式供电、分布式可再生能源储能、移动式供能以及大宗能源运输领域的应用现状及应用前景。基于供氢链各环节,对比分析了液态有机储氢技术与传统的高压气态储氢、低温液态储氢、物理储氢等储氢方式的优缺点,研究发现,液态有机储氢技术在能源长期存储和长途运输中具有明显的优势,尤其是用氢地临近海岸的情况。液态有机储氢材料的成本是氢供应链成本的主要部分,后期应把研究重心放在提高储氢载体的储氢能力及循环能力、开发高性能的低成本催化剂上。 展开更多
关键词 液态有机储氢 有机化合物 储氢 氢运输 氢 加氢
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基于金字塔池化网络的质子交换膜燃料电池气体扩散层组分推理方法 被引量：1
3
作者 王虎 尹泽泉 +6 位作者 王雯婕 黄笠舟 方宁宁 隋俊友 张加乐 张锐明 隋邦傑 《重庆大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期84-92,共9页
针对质子交换膜燃料电池气体扩散层(gas diffusion layer composition,GDL)形貌划分与制备工艺改进问题,提出了一种基于金字塔池化网络(pyramid scene parsing network,PSPNet)与多层感知器(multi-layer perception,MLP)的气体扩散层组... 针对质子交换膜燃料电池气体扩散层(gas diffusion layer composition,GDL)形貌划分与制备工艺改进问题,提出了一种基于金字塔池化网络(pyramid scene parsing network,PSPNet)与多层感知器(multi-layer perception,MLP)的气体扩散层组分识别与比例推理方法:首先将带标签的气体扩散层扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)图片输入神经网络,得到特征图;得到的图像特征层进入金字塔池化模块后,获取SEM图像的深层和浅层特征;随后将深层和浅层特征图层融合输入全卷积网络(fully convolutional network,FCN)模块,得到预测图像;最后统计各个组分上的像素点比例,通过MLP完成组分比例推理。结果表明:所提方法组分识别像素准确率达81.24%;在5%偏差范围内,比例推理准确率为88.89%。该方法解决了气体扩散层多组分无法区分、比例无法获知的问题,可有效应用于气体扩散层的质检、数值重构以及制备工艺改进。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 气体扩散层制备 扫描电镜 人工智能 金字塔池化网络 多层感知器
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进气相对湿度对变载工况下PEMFC电堆性能的影响 被引量：1
4
作者 胡超 罗马吉 +1 位作者 陈云 张锐明 《江苏大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第2期154-159,共6页
为了探究进气相对湿度对质子交换膜燃料电池电堆变载工况性能的影响,设计了一个动态循环工况,包括电流密度从0.10到0.35 A/cm^(2)、从0.10到1.00 A/cm^(2)的2种阶跃工况和电流密度分别为0.10、0.35、1.00 A/cm^(2)的稳定工况,进行了相... 为了探究进气相对湿度对质子交换膜燃料电池电堆变载工况性能的影响,设计了一个动态循环工况,包括电流密度从0.10到0.35 A/cm^(2)、从0.10到1.00 A/cm^(2)的2种阶跃工况和电流密度分别为0.10、0.35、1.00 A/cm^(2)的稳定工况,进行了相对湿度分别为20%、30%、50%、70%、80%的5组试验.结果表明:恒流状态时,电堆在不同电流密度下对相对湿度的敏感性不同,在大电流密度下相对湿度对电堆性能影响较大;变载过程中,电堆电压出现下冲和过冲现象,加载过程的电压下冲量与变载幅度和相对湿度有关,电堆单电池电压一致性变差,电压一致性与进气相对湿度有关. 展开更多
关键词 燃料电池 相对湿度 变载工况 电压一致性 电堆性能
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双极膜电渗析在分离硫酸锂生产酸碱的研究 被引量：4
5
作者 朱继勇 康栋新 +3 位作者 容忠言 张锐明 肖柳胜 隋邦傑 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期80-85,90,共7页
研究验证了用双极膜电渗析技术在分离锂离子电池正极材料回收过程中的产物Li_(2)SO_(4)溶液并生产高浓度的LiOH和H_(2)SO_(4)溶液的可行性。将1.1 mol/L的Li_(2)SO_(4)溶液转化为2.2 mol/L的LiOH和1.3 mol/L的H_(2)SO_(4)。研究了装置... 研究验证了用双极膜电渗析技术在分离锂离子电池正极材料回收过程中的产物Li_(2)SO_(4)溶液并生产高浓度的LiOH和H_(2)SO_(4)溶液的可行性。将1.1 mol/L的Li_(2)SO_(4)溶液转化为2.2 mol/L的LiOH和1.3 mol/L的H_(2)SO_(4)。研究了装置中并联单元组数和溶液流速对回收结果的影响。实验结果表明,Li+回收率能达到92.3%;增加双极膜电渗析装置中并联单元组数,可以使酸室和碱室中溶液浓度增长更快,酸碱溶液的回收效率更高,反应时间变短,能耗降低。5组并联单元的装置将能耗成本降低到3.40 kWh/kg,进而推导出,扩大为100组并联单元时能降低至1.58 kWh/kg;适当增大腔室内溶液流速,能提高反应过程中LiOH溶液浓度,增加Li+的回收率和电流效率;研究表明,将单次Li+回收率控制在80%左右,多次循环分离Li_(2)SO_(4)母液,降低能耗的同时提高产物溶液的纯度。 展开更多
关键词 电渗析 双极膜 锂离子电池回收 硫酸锂 分离纯化
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PEMFC微孔层微结构传输现象孔尺度模拟
6
作者 王梦丽 朱礼军 +3 位作者 段康俊 张恒 张锐明 隋邦傑 《太阳能学报》 北大核心 2025年第5期29-36,共8页
针对质子交换膜燃料电池微孔层中气液两相流传输问题,提出一种改进的随机数值方法来进行三维微孔层微结构重构,并利用孔尺度模型和格子玻尔兹曼方法分别模拟不同微观结构下微孔层内部的气-液传输。通过对比有效气体扩散率和饱和度,研究... 针对质子交换膜燃料电池微孔层中气液两相流传输问题,提出一种改进的随机数值方法来进行三维微孔层微结构重构,并利用孔尺度模型和格子玻尔兹曼方法分别模拟不同微观结构下微孔层内部的气-液传输。通过对比有效气体扩散率和饱和度,研究碳球直径、播种率和聚四氟乙烯含量对气-液传输的影响。结果表明,微孔层中有效气体扩散率随孔隙率和碳颗粒尺寸的增加而增加,随聚四氟乙烯体积分数和播种率的增大而降低;液态水传输能力随碳颗粒尺寸的增加而增加,随着播种率的增大而减小;液态水传输性能在聚四氟乙烯体积分数为15%时达到最优,这可为膜电极中的传输特性优化设计提供理论依据。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 重构 气体扩散 水传输 微孔层
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基于SA-ANFIS-AUKF的PEMFC剩余使用寿命预测方法 被引量：4
7
作者 黄庆泽 罗马吉 张锐明 《电源技术》 CAS 北大核心 2023年第5期610-614,共5页
为实现在恒定和变载工况下对质子交换膜燃料电池(PEMFC)的剩余使用寿命(RUL)预测,提出了一种基于SA-ANFIS-AUKF的混合驱动预测方法。该方法首先基于结合模拟退火(SA)算法的自适应神经模糊推理系统(ANFIS)实现未来衰退趋势(FDT)预测,然... 为实现在恒定和变载工况下对质子交换膜燃料电池(PEMFC)的剩余使用寿命(RUL)预测,提出了一种基于SA-ANFIS-AUKF的混合驱动预测方法。该方法首先基于结合模拟退火(SA)算法的自适应神经模糊推理系统(ANFIS)实现未来衰退趋势(FDT)预测,然后基于预测的电压衰退结果,结合电压衰减半机理模型和自适应无迹卡尔曼滤波(AUKF)算法实现了准确的剩余使用寿命估计。并利用法国燃料电池实验室恒定工况数据集和物流车变载工况数据集进行验证,RUL估计结果的平均准确度分别为0.881 8和0.785 4。在100 h预测时长下,预测RUL的平均绝对误差均不超过12.5 h。结果表明,该混合方法不仅适用于恒定负载,在动态负载下也有良好的预测效果。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 剩余使用寿命 自适应神经模糊推理系统 自适应无迹卡尔曼滤波
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三室膜电渗析分离硫酸锂回收酸碱 被引量：2
8
作者 康博霖 康栋新 +2 位作者 容忠言 张锐明 隋邦傑 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期72-76,81,共6页
设计使用三室膜反应器通过电渗析来分离废旧锂离子电池正极材料回收过程中产生的Li_(2)SO_(4)溶液并得到高浓度的LiOH和H_(2)SO_(4)溶液,循环用于生产线中,实现闭环控制,提升材料利用率和回收经济性。考察了电流密度和淡化室初始浓度对... 设计使用三室膜反应器通过电渗析来分离废旧锂离子电池正极材料回收过程中产生的Li_(2)SO_(4)溶液并得到高浓度的LiOH和H_(2)SO_(4)溶液,循环用于生产线中,实现闭环控制,提升材料利用率和回收经济性。考察了电流密度和淡化室初始浓度对回收结果的影响。实验表明,Li^(+)和SO_(4)^(2-)的分离率分别为94.4%和83.8%,回收率分别达到88.8%和76.3%;从相同反应时间及理论迁移相同离子数两个角度分析四种电流密度的适用性,结果表明833.33 A/m^(2)恒电流密度回收效率最高;淡化室溶液初始浓度越高,阴极浓缩室溶液浓度越大,浓度提升速率越快,一定程度上降低了能耗。 展开更多
关键词 电渗析 三室膜反应器 锂电池回收 离子交换膜
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基于纤维面内取向分布的气体扩散层重构与传输性能分析
9
作者 尹泽泉 王虎 +2 位作者 张锐明 唐浩林 隋邦傑 《重庆大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期23-32,共10页
提出一种重构燃料电池气体扩散层(GDL)微观结构的新方法,用于研究纤维面内取向分布对GDL传输性能的影响。利用XCT扫描获取GDL二维切片图进行阈值分割得到GDL三维模型,通过纤维追踪技术区分纤维与粘接剂,得出纤维面内取向概率分布、纤维... 提出一种重构燃料电池气体扩散层(GDL)微观结构的新方法,用于研究纤维面内取向分布对GDL传输性能的影响。利用XCT扫描获取GDL二维切片图进行阈值分割得到GDL三维模型,通过纤维追踪技术区分纤维与粘接剂,得出纤维面内取向概率分布、纤维骨架局部孔隙率、纤维与粘接剂组分比例等信息作为控制因素,重构更加准确的GDL纤维骨架,并通过形态学处理添加粘接剂得到GDL孔尺度模型。对1000μm×1000μm×200μm的GDL计算域进行性能模拟计算,分析不同纤维取向分布对GDL的气体传输、热电传导性能的影响。由于碳纸在制造中大部分纤维顺着造纸机运行方向(纵向)排列,不同排列方式严重影响GDL在纵向、横向和穿面方向(TP方向)的性能。研究结果表明:随着纤维纵向分布集中程度提高,气体传输与热电传导性能在纵向提高,但在横向降低;对于TP方向,本研究中的纤维集中于纵向的一致性系数为0.029的取向分布时,GDL模型性能较优;电导率及热导率对纤维取向分布比气体扩散率更敏感。 展开更多
关键词 气体扩散层 纤维追踪 纤维取向概率分布 编程重构 传输性能
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