国家自然科学基金(51176131)
- 作品数：13 被引量：31H指数：4
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- 相关领域：电气工程动力工程及工程热物理理学一般工业技术更多>>
- 质子交换膜燃料电池阴极电化学反应路径分析被引量：2
- 2013年
- 质子交换膜燃料电池阴极电化学反应对其性能有至关重要的影响。论文基于二电子反应机理,模拟了质子交换膜燃料电池阴极氧和质子电化学反应路径,分析了电化学反应过程中各个步骤能量变化规律和氢氧键形成机制。研究发现,氧分子还原过程中,4个质子逐个接近氧分子,形成氢氧键,最终生成2个水分子;第一个质子采用和氧分子氢氧键102°夹角的方向接近其中一个氧原子,形成第一个氢氧键;当第二个质子和另一个氧原子构成氢氧键时,需要很大的活化能,这是氧还原反应的控制步骤,生成中间产物过氧化氢。研究结果为理解质子交换膜燃料电池电化学反应原理,推动质子交换膜燃料电池的应用具有重要意义。
- 孙红蔡小玉王逊
- 关键词：质子交换膜燃料电池电化学反应过氧化氢能垒
- 基于数值模拟研究渗透率对HT-PEMFC性能的影响被引量：2
- 2015年
- 目的研究气体扩散层多孔介质渗透率对高温质子交换膜燃料电池(HTPEMFC)性能的影响,优化PEMFC的结构参数,提高电池的整体性能.方法采用多物理场直接耦合分析软件COMSOL Multiphysics,以直通道流场结构的PEMFC在工作电压为0.4V的条件下,对气体扩散层渗透率分别设定为1.18×10-12m2、1.18×10-11m2、1.18×10-10m2以及1.18×10-9m2的HT-PEMFC进行数值模拟和结果分析.结果模拟结果得出了流道内沿流道方向的阴极压力变化、电池电流密度以及阴极气态水浓度的分布情况.结论随着气体扩散层渗透率的增大,能有效降低电池阴极流道内的压降,进而改善电池内部传质、降低额外的功耗,提高电池电流密度以及增强阴极的排水能力.对HT-PEMFC结构的优化和设计具有重要的指导意义.
- 陈士忠刘健夏忠贤张旭阳吴玉厚
- 关键词：燃料电池渗透率电流密度
- (Pt/Co)_n/FeMn交换偏置多层膜磁性和结构分析
- 2012年
- 目的研究具有垂直各向异性(Pt/Co)n和(Pt/Co)n/FeMn多层膜的磁性和结构关系.方法采用磁控溅射方法制备了以Pt为缓冲层和保护层的具有垂直各向异性(Pt/Co)n和(Pt/Co)n/FeMn多层膜.利用交变梯度磁强计(AGFM)测量样品的磁滞回线和X射线衍射分析样品的结构.结果在玻璃基片上成功制备了具有垂直各向异性的多层膜(Pt/Co)n和(Pt/Co)n/FeMn,20层和5层的(Pt/Co)n多层膜均具有良好的垂直各向异性,X射线衍射峰位随Co和Pt的厚度变化而改变,与理论公式的计算相符合,并且观测到交换偏置现象.结论具有fcc(111)织构的(Pt/Co)n多层膜有良好的垂直各向异性,FeMn以磁控溅射方式成长在具有fcc(111)织构的Pt/Co多层膜上也可以诱发反铁磁γ相.
- 翟中海王逊侯祥林马振宁李宝河于广华
- 关键词：交换偏置多层膜X射线衍射
- 基于ADAMS的发动机新型动力输出机构的仿真被引量：5
- 2015年
- 目的研究基于曲柄摆杆机构的发动机动力输出机构,改善传统发动机活塞与气缸的受力状况,提高动力传递效率。方法利用Pro/E三维建模软件构建曲柄摆杆机构发动机的三维实体模型,将其导入到动力学分析软件ADAMS中进行运动学及动力学仿真分析,得到主轴扭矩、连杆摆角、活塞对气缸的侧压力等参数并与传统曲柄连杆发动机对应参数相比较。结果完成了ADAMS的仿真分析,获得了一些仿真数据。结果表明发动机采用曲柄摆杆机构具有可行性,其摆杆摆角在0~0。97°范围内,远小于传统曲轴连杆发动机的相应值。同等燃气压力条件下其气缸侧压力约为传统发动机相应值的1/20。结论通过仿真分析验证,曲柄摆杆作为动力输出机构能够满足发动机工作循环要求,活塞与气缸受力状况比传统发动机有显著的改善,对延长活塞和气缸的工作期限及简化发动机结构均有重要意义。
- 关醒权江帅刘伟东孙红
- 关键词：发动机多体系统ADAMS
- 直接甲醇燃料电池阳极三维两相流模拟
- 2012年
- 目的研究直接甲醇燃料电池阳极电化学反应和传质特性对其性能的重要影响.方法建立一个直接甲醇燃料电池阳极三维两相流模型,分析电池阳极中甲醇和CO2的分布规律,以及电池温度和甲醇通入流速对电池阳极中甲醇质量浓度和CO2质量浓度分布的影响.结果分析结果表明沿着流道方向,甲醇质量浓度降低,而CO2质量浓度升高;流场脊下甲醇和CO2的质量浓度低于流道下甲醇和CO2的质量浓度;升高电池温度,电化学反应加快,甲醇质量浓度降低而CO2质量浓度升高;增大甲醇通入流速,CO2质量浓度升高.结论电池的电化学反应及流场结构决定了传质在电池中的质量浓度分布;电池的电化学反应速率受电池温度与甲醇通入流速的影响.研究结果对优化直接甲醇燃料电池操作参数,提高电池性能具有重要意义.
- 吴玉厚田扬孙红左家骥
- 关键词：燃料电池两相流
- 催化剂分布对PEM燃料电池性能的影响
- 2012年
- 目的通过实验进一步了解PEM燃料电池工作原理,优化电极结构.方法通过设计一组实验,分别在与流道和脊接触的扩散层上覆盖催化剂,并通过测试燃料电池的电压-电流密度曲线,研究不同催化剂分布方式对其工作性能和交流阻抗的影响.结果在与流道接触的区域涂有催化剂时的电池电流密度略高于与脊对应区域涂有催化剂时的电流密度,扩散层全部覆盖催化剂时电池的电流相当于与流道和脊接触的扩散层上涂有催化剂时的电流之和;同时,催化剂分别涂在与流道和脊接触的扩散层上时,质子交换膜的阻抗、催化剂中电荷传输阻力、阴极中浓差极化的程度和电化学反映的三维效果都不相同.结论催化剂分布在与流道接触的扩散层上时,电池的性能相对催化剂分布在与脊接触的扩散层上时要好,当扩散层上全面覆盖催化剂时,电池的浓差极化会加剧,但化学反应的三维效果得到改善.
- 孙红蔡小玉王逊吕强
- 关键词：PEM燃料电池电流密度催化剂
- 脊宽对交指型PEM燃料电池性能的影响被引量：2
- 2013年
- 目的研究质子交换膜燃料电池的流场结构对于提高其性能的影响.方法实验测试了PEM燃料电池的伏安特性和交流阻抗,并采用等效电路法研究了燃料电池中的欧姆阻抗、法拉第阻抗和电极电双层的电容特性,分析了电池温度和流场脊宽对燃料电池的伏安特性、欧姆阻抗、法拉第阻抗和电极电容特性的影响.结果研究发现:流场脊宽较大,降低了燃料电池的欧姆阻抗、法拉第阻抗和电极电容特性值.结论流场脊宽度较大,有利于提高PEM燃料电池的性能研究结果对优化PEM燃料电池电极结构,推动燃料电池的应用具有重要意义.
- 孙红陈浩赵胜男万烨
- 关键词：PEM燃料电池流场结构阻抗
- 四流道蛇形结构质子交换膜燃料电池温度分布数值模拟被引量：9
- 2016年
- 为研究温度对质子交换膜燃料电池性能的影响,运用多物理场直接耦合分析软件COMSOL Multiphysics,对不同电池温度的四流道蛇形流场质子交换膜燃料电池进行了数值模拟。模拟得到了不同电池温度下垂直膜电极平面以及电池中心处从阳极流道到膜,再到到阴极流道的温度变化情况;还得到了电池温度为353K时,电池入口处、中心处和出口处从阳极流道到阴极流道相应位置点的温差变化。对模拟结果进行分析和比较后发现:电池内部温度的升高与电池本身的原始温度存在线性变化关系;电池入口处、中心处和出口处的温度变化趋势存在差异,且电池入口处温升最大,中心处次之,出口处温升最小;随着电池温度的升高,电池因内部反应所产生的热量减少。模拟结果对质子交换膜燃料电池的性能优化有重要意义。
- 陈士忠王艺澄张旭阳夏忠贤
- 关键词：质子交换膜燃料电池电池温度
- 双电解质锂-空气电池放电特性分析
- 2022年
- 空气电池的氧气传递与空气电极厚度和电流密度有密切联系。基于电极反应动力学和传质原理,利用COMSOL Multiphys软件,建立双电解质锂-空气电池二维瞬态等温模型,分析空气电极厚度和电流密度对放电过程中氧浓度、LiOH·H_(2)O体积、孔隙率分布和电池性能的影响。空气电极太薄,无法提供充足的氧气以及电化学反应活性位点;空气电极太厚,会增加反应物传递阻力,导致电池性能下降。较大的电流密度会增加欧姆阻抗和电池极化,导致电池性能降低,因此,较小的电流密度更有利于提升电池的放电性能。
- 李洁张婷栾丽华孙红
- 关键词：电流密度放电特性
- 电池管理系统的设计及荷电状态的估算被引量：7
- 2014年
- 电池管理是汽车混合动力系统的关键技术之一。对混合动力汽车电池管理系统(BMS)的硬件和程序流程进行了设计,并采用径向基函数(RBF)神经网络对电池的荷电状态(SOC)进行估算。使用RBF神经网络算法估算SOC可避免对电池内部复杂的电化学反应建模的过程,并可达到较高的精度。
- 刘骞孙红
- 关键词：电池管理系统RBF神经网络荷电状态
