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关键词： 固体氧化燃料电池   催化重整   甲烷   抗积碳   阳极材料  

摘要： 基于固体氧化物燃料电池(SOFC)电化学催化重整甲烷是实现我国化石能源清洁利用的有效途径。CH_(4)的直接催化重整是通过SOFC阳极将CH_(4)先转化为化学活性更高的合成气(H_(2)和CO),再进一步被氧化成水和二氧化碳并产出电能的过程。首先,分析了基于SOFC的CH_(4)重整应用前景及潜在优势,介绍了SOFC的电化学转化工作原理及以CH_(4)为燃料时积碳形成机理,论述了干、湿、部分氧化3种直接催化重整甲烷方法及存在的主要问题;重点探讨了SOFC阳极抗积碳的几种主要材料,包括修饰后的Ni基和耐碳无镍阳极材料;最后,对甲烷基SOFC高效稳定电化学转化的发展方向进行了展望,为碳基燃料低碳高效利用提供参考,助力以天然气为燃料的SOFC绿色供电商业化发展。

关键词： 甲醇水蒸气重整制氢   微管式固体氧化物燃料电池   数值模拟   制氢发电装置  

摘要： 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。

关键词： 质子交换膜燃料电池   密封性能   接触模型   装配误差   密封垫圈  

摘要： 为探究质子交换膜燃料电池(PEMFC)装配过程中密封结构的Mises应力及接触压力分布,选择矩形截面密封垫圈作为研究对象,基于Abaqus软件建立PEMFC密封结构的二维有限元模型,研究在不同的压缩率、密封垫高度、流体压力以及装配误差下,密封结构的Mises应力及接触压力分布情况,并根据受力情况探讨各参数对密封结构的性能影响。研究结果表明:随着压缩率的增大,密封结构的接触压力相应增大,但是压缩率过大会造成密封材料失效;密封垫高度会影响接触压力的大小,随着高度的增加,接触压力逐渐减小;流体压力会导致密封结构受力不均匀,随流体压力增大受力一侧的密封垫圈受到更大的接触压力;装配误差会造成膜电极框架的机械变形,随着误差增大,膜电极框架的Mises应力也逐渐增大。

关键词： 酸性气体   煤阶煤样   分子模拟   吸附热   相对浓度分布  

摘要： 为明确煤基吸附剂对酸性气体的吸附机理以及煤变质作用对吸附过程的影响,基于巨正则系蒙特卡洛计算方法,从分子动力学和热力学角度,研究了吸附体系的吸附量、吸附热力学参数(吸附热、吸附势、吸附熵)和相对浓度分布。研究发现,H_(2)S、SO_(2)、Cl_(2)、CO_(2)这4种酸性气体的吸附规律均符合弗雷德利希(Freundlich)吸附模型,无烟煤的Freundlich吸附常数x最小,表明无烟煤中存在更多的吸附位点,相比其他煤样更容易吸附酸性气体,无烟煤对4种酸性气体的吸附量大小依次为H_(2)S>SO_(2)>Cl_(2)>CO_(2);高阶煤表面存在强的各向异性,使得无烟煤体系产生的吸附热高于烟煤和褐煤,4种气体的平均吸附热大小依次为H_(2)S>SO_(2)>Cl_(2)>CO_(2),从热力学角度也证明了H_(2)S更易占据同煤阶煤样的有效吸附位点;4种酸性气体在烟煤中的相对浓度分布呈现明显的聚集情况,H_(2)S的相对浓度波动范围小于SO_(2)、CO_(2)和Cl_(2),说明H_(2)S的分布更为均匀,可以占据煤表面更多的吸附位点。

关键词： 森林覆盖度   森林面积   空间分析方法   MODISVCF数据   气候变化  

摘要： 精确掌握区域尺度森林覆盖时空动态及其对气候变化的响应,对森林资源监测和生态环境保护至关重要。基于2000-2022年MODISVCF产品和气象数据,利用线性回归、相关分析和遥感变化监测相结合的方法,研究近23年山东省森林覆盖时空动态及其对气候变化的响应。结果表明:山东省森林覆盖度和面积分别由2000年的43.0%和197.06万hm²增加到2022年的43.1%和326.08万hm²。在空间分布上,森林覆盖度由鲁西南、鲁西北向鲁中、鲁东递增,90.6%区域的森林覆盖度呈增加趋势,其中,显著升高区域集中分布在鲁中南山地丘陵、鲁东低山丘陵等地区。森林面积以扩张为主(52.3%),主要位于聊城市、德州市、菏泽市、济宁市、滨州市等平原地带。森林覆盖度与气温以正相关为主,而与降水量主要表现为负相关,研究期间气温是影响森林覆盖度变化的主要气候因素。

关键词： 船舶大气污染物   海事监管   海陆空三位一体   多源信息融合   数字信息平台   AIS  

摘要： 为深入贯彻落实国务院关于打赢蓝天保卫战的部署,立足海域内海陆空多维立体化船舶尾气遥测点规划布局,研究集成WebGis动态地理信息、AIS船舶航行数据、船舶尾气排放因子等的多源信息融合模式,将船舶大气污染物排放数字化信息与海事监管执法流程有机结合,打通船舶大气污染物排放监视监测的无人值守、任务分派、追踪监测、登船检查、结果反馈、船舶大气污染物排放清单计算等多个环节数字信息一体化链条,构建数字化模式下船舶减污、降碳一体化监管监控与执法协同模式。针对辖区船舶大气污染物监视监管开展数字信息平台设计与建设实践,加强船舶污染物排放的监管,助力形成海陆空“三位一体”遥测立体监管新模式,提高船舶排放控制区监管技术水平,为推动船舶大气污染防治信息化建设起到示范作用。

关键词： 电动汽车   集中驱动   驱动电机   拓扑结构   永磁化   冷却结构   能源危机   温室效应  

摘要： 近年来环境保护、能源危机和温室效应等问题促使电动汽车行业迅猛发展。电机作为电动汽车的关键部件,其性能直接影响电动汽车的电驱系统。随着电驱系统永磁化、高速化、集成化的不断发展,驱动电机在结构设计、冷却散热等方面面临诸多挑战。梳理了目前车用驱动电机类型、典型拓扑结构及其应用案例并分析了各自优缺点。综述了驱动电机热分析和冷却结构设计的研究现状,总结了驱动电机所亟须解决的技术问题,并展望了未来发展方向,可为电动汽车用驱动电机的理论研究和工程应用提供一定参考。

关键词： 气温   降水量   气候变化   甘南州  

摘要： 【目的】研究甘南州近30年间的气温、降水量的变化特征。【方法】以甘南州1992—2022年的气温、降水量等气象数据为依据,通过数学统计与一元线性分析的方法探究其变化。【结果】(1)甘南州的气温最热月份平均最高温度为17.6℃,平均最低温度为-10.9℃。春季、秋季温度基本上持平。近30年间甘南州温度年平均变化趋势的斜率为正,说明气温有缓缓上升的趋势。(2)甘南州的降水量主要集中在6、7、8月份,即夏季,夏季降水量占全年降水量的46.4%~58.4%,其他年份、季节降水量趋于平稳,并无明显变化。【结论】甘南州气候变化受到全球变暖的调控,且春季降水量有降低的趋势,其他季节变化不明显。

关键词： 车辆工程   氢燃料电池   安全性   混合动力   设计  

摘要： 为了响应我国绿色交通和国家碳排放国家战略,研发并生产了氢燃料混合动力铰接车。车辆供电方式为氢燃料电池和钛酸锂电池,完全摆脱受电弓方式供电,动力完全来自氢能的转化,唯一排放物是水。作为公共交通,氢动力系统安全性能设计必须进行充分验证,分别从主动安全措施和被动安全措施两个方面进行设计。通过样车的研制以及各种型式试验验证,氢燃料混合动力铰接车氢动力系统设计达到了预期目标,保证了车辆的安全运行。

关键词： 固体氧化物燃料电池   分部加热式S-CO_(2)动力循环   联合发电   余热回收   性能优化  

摘要： 固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)与余热回收相结合可进一步提高系统能量转换效率。该文设计一种SOFC与分部加热式超临界二氧化碳(partial heating supercritical CO_(2)Brayton cycle,PHSCBC)动力循环集成系统,SOFC系统的出口废气作为高温热源,驱动PHSCBC进行联合发电。建立系统的电化学模型和热力学模型,对系统的能量和(火用)进行综合评价,并通过参数分析,研究汽碳比、燃料流量、压缩机进口温度和压力以及夹点温差对联合发电系统性能的影响。对系统性能进行优化,发现当系统燃料流量为0.54 mol/s、空气流量为6.19 mol/s,可达到净发电功率、发电效率、(火用)效率分别为260.08 kW、61.20%、56.54%,其中提高燃料流量将显著提高系统发电效率。所提出的混合系统具有高效、低成本和清洁的发电和供热性能,是一种具有实际应用前景的先进能量转换技术。