国家重点基础研究发展计划(2010CB227202)
- 作品数：11 被引量：54H指数：6
- 相关作者：王保国范永生青格乐图陈晓刘平更多>>
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- 相关领域：电气工程化学工程一般工业技术更多>>
- 膜分离材料分子设计及其在石化工业的应用进展被引量：7
- 2010年
- 面向石油化工领域广阔的应用市场和众多的分离对象,从致密膜分离过程的溶解-扩散机理出发,阐述了有机溶剂在高分子膜内与渗透过程相关的溶解性、扩散性推算模型,提出膜分离材料的设计方法。在此基础上,以芳烃/烷烃混合物为分离对象,介绍了离子液体支撑液膜在该领域的研究开发现状和发展前景;以清洁燃料油品加工为对象,分析了膜法汽油脱硫技术与工艺。与传统分离技术相比,膜分离过程具有操作简便、分离效率高、能耗低、环境友好等特点。随着膜内传质理论发展与新型膜分离材料制备技术的进步,利用膜分离技术简化石化工业流程,实现节能降耗与绿色工艺改造,存在巨大的市场空间和发展前景。
- 王保国
- 关键词：膜分离分子设计石油化工汽油脱硫
- 聚离子液体/PVDF共混离子传导膜的制备与性能研究被引量：6
- 2011年
- 以研究高电导率、高稳定性的新型离子传导膜为目标,为电池领域的应用奠定基础。通过选用同时具有双键和离子交换基团的离子液体单体,能够制备聚离子液体的新型离子传导膜材料。采用溶剂法将聚偏氟乙烯(PVDF)和离子液体(ILS)共混,在加温条件下使离子液体单体之间发生聚合反应,制得高分子互穿网络结构的离子传导膜。系统研究了制膜过程的成膜温度、离子液体浓度等条件对膜电导率、拉伸强度等性能的影响。结果表明PILs/PVDF共混膜具有较高电导率和拉伸强度,离子液体含量对膜性能有显著影响。当膜中PILs和PVDF的质量比为0.6时,膜电导率为3.0×10-3 S·cm-1,拉伸强度为17.38 N·mm-2。
- 青格乐图刘平范永生徐冬清王保国
- 关键词：聚偏氟乙烯面电阻
- 全钒液流电池的稳态充电数值模拟被引量：1
- 2015年
- 为研究大容量蓄电储能全钒液流电池的充电能力,建立基于电池内部传递与反应相耦合的机理模型,模拟电池二维、等温、稳态、充电的状态,得到电池极化的比重数据,并从机理出发深入分析极化的主要来源.通过数值模拟碳毡电极电导率对电极过程的影响,给出反应区域的二维分布特点及规律.研究结果表明:欧姆极化约占总极化电压的50%,浓差极化约占30%,动力学极化占20%;反应区域的分布与多孔电极电导率及电解液电导率的相对大小有关,电流总是选择电阻较小的方式传导.
- 廖斯达宋士强张剑波王保国
- 关键词：全钒液流电池数值模拟多孔介质压缩比
- 基于交流阻抗法的离子交换膜电阻研究被引量：11
- 2011年
- 利用交流阻抗谱测定技术,建立一种离子交换膜导电性能评价方法;使用两极室槽电解池,分别测得电解质溶液,以及膜和电解质溶液之和的电阻值,相减后得到离子交换膜在该电解液中的电阻值.通过并联电阻形成完整的半圆弧形交流阻抗谱,能够有效减小测量误差.利用硫酸水溶液体系、氯化钠水溶液体系,以及全钒液流电池的钒电解液体系验证基于交流阻抗谱的膜电阻测定技术准确性、实用性.在此基础上揭示阳离子交换膜、阴离子交换膜对离子的不同吸附特性,以及膜面电阻对电解质溶液浓度依存特性.研究结果对于发展离子交换膜快速表征技术,以及开发新能源领域的离子交换膜具有重要价值.
- 范永生陈晓王保国
- 关键词：离子交换膜交流阻抗谱全钒液流电池
- 纳米多孔质子传导膜中钒离子和水分子迁移行为研究被引量：6
- 2014年
- 研究全钒液流电池充电/放电过程,电解液中不同价态水合钒离子、氢离子、水分子在纳米孔径的质子传导膜中的渗透迁移行为,为膜材料性能改进以及电解液系统管理提供依据.通过测定全钒液流电池开路状态下的自放电、恒电流模式下的充电/放电循环过程,分析钒离子渗透和水迁移影响因素,揭示电池运行过程纳米多孔质子传导膜中钒离子渗透及水迁移规律.结果表明:自放电过程主要发生钒离子浓度差作为推动力的传质扩散,水分子的跨膜净迁移量可忽略;在恒流模式下的充电/放电循环过程中,隔膜两侧阴极、阳极电解液中水合离子迁移、浓差扩散、渗透压效应均发生作用,导致阳极侧电解液向阴极侧发生净的水迁移,需要通过电解液管理保持电池系统正常运行.
- 宋士强陈晓郭伟男范永生王保国
- 关键词：全钒液流电池
- 互穿网络结构的质子传导膜研究
- 全钒液流电池是一种适用于太阳能、风能发电过程的大规模蓄电储能设备,高电导性、高选择性的质子传导膜是该电池的重要组件之一.针对电池过程所需耐腐蚀、高稳定性要求,提出一种质子传导膜的新型制备工艺,考察了膜材料的面电阻、化学稳...
- 刘平青格乐图范永生徐冬清王保国
- 关键词：质子传导膜全钒液流电池面电阻膜稳定性
- 全钒液流电池的质子传导膜研究被引量：3
- 2012年
- 研究质子传导膜对全钒液流电池性能的影响,包括膜面电阻、阻钒性以及质子传导膜厚度,为研究开发适用于全钒液流电池的质子传导膜提供依据.通过测定钒电池循环充电/放电过程的效率、暂态极化曲线、静态交叉放电曲线,建立选择与优化膜材料的评价方法;在考察膜电导率、膜厚、阻钒性和机械强度的综合性能指标后,认为膜面电阻在0.3～0.5Ω.cm2范围,具备优良阻钒性能条件下,膜厚约150μm比较合适.使用符合该性能的聚偏氟乙烯质子传导膜时,钒电池能量效率超过70%,有望满足发展大容量蓄电储能装备的需要.
- 陈晓宋士强范永生刘平王保国
- 关键词：全钒液流电池质子传导膜膜厚电池效率
- 膜分离科学与技术的新启示
- 在过去20多年中,膜科学研究和工程技术发展,已经为解决社会经济发展所面临的资源与环境问题做出了极大贡献.例如,膜法水处理技术已经为世界上2亿人提供日常生活用水,海水淡化技术的成本降到4元/m左右.膜技术的研究与应用领域不...
- 王保国
- 文献传递
- 质子传导膜内受限空间离子扩散过程被引量：4
- 2013年
- 以具有纳米尺度孔径的聚偏氟乙烯(PVDF)质子传导膜为对象,研究电解质溶液中水合离子在受限空间内的传递行为,证明使用纳米尺度多孔膜代替离子交换膜用于液流电池过程的可行性。利用渗透实验分别研究浓度场、压力场,以及不同渗透压条件下膜中离子扩散和水迁移现象,分析传质行为与膜结构和组成之间的关系。结果表明离子在纳米尺度孔径的PVDF膜中的扩散过程与溶液中类似,表观离子扩散系数不受浓度差推动力的影响;离子交换膜中的表观离子扩散系数随浓度差推动力提高而增加。在渗透压作用下,自制PVDF纳米孔膜的水迁移速率低于Nafion 117膜,水迁移带来的负面影响更小;对于H+/VO2+的离子选择系数超过300,有效透过H+而阻止VO2+,适用于全钒液流电池过程。
- 青格乐图宋士强范永生王保国
- 关键词：全钒液流电池膜结构
- 全钒液流电池复合材料双极板研究被引量：11
- 2011年
- 研究导电性高、耐腐蚀性强的双极板对发展全钒液流电池等大规模蓄电储能装备具有重要意义。在聚偏氟乙烯(PVDF)高分子基体中加入炭黑(CB)、鳞片石墨(GP)、膨胀石墨(EG)等导电填料,均匀分散后制备导电双极板,考察了导电填料种类、含量、粒度大小、分散方式对双极板导电性能的影响规律,利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征导电填料本体和微观分散形态。结果表明使用粒径较小的可膨胀石墨有利于提高导电率,溶解法和悬浮液法均能保证导电填料的良好分散,所制备的双极板具有相近的导电性能,但后者易于进行大规模工业化生产。使用400目可膨胀石墨为导电填料制作双极板,当其质量含量为50%时,电导率达到92 S·cm-1,弯曲强度为52 MPa。所研究的导电塑料双极板能够完全阻隔钒离子渗透,具有良好抗氧化性能,有望在全钒液流电池的实际开发过程中应用。
- 徐冬清范永生刘平王保国
- 关键词：液流电池双极板复合材料电导率
