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国家高技术研究发展计划(2012AA051203)

作品数:19 被引量:119H指数:7
相关作者:王保国范永生马洪运吴旭冉郭伟男更多>>
相关机构:清华大学承德石油高等专科学校更多>>
发文基金:国家高技术研究发展计划国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
相关领域:电气工程化学工程理学一般工业技术更多>>

文献类型

  • 19篇期刊文章
  • 1篇会议论文

领域

  • 10篇电气工程
  • 7篇化学工程
  • 1篇金属学及工艺
  • 1篇一般工业技术
  • 1篇自然科学总论
  • 1篇理学

主题

  • 16篇电池
  • 11篇液流电池
  • 8篇全钒液流电池
  • 5篇质子传导膜
  • 4篇电极
  • 4篇空气电池
  • 3篇数值模拟
  • 3篇催化
  • 3篇催化剂
  • 3篇值模拟
  • 2篇电催化
  • 2篇电催化剂
  • 2篇电导
  • 2篇电导率
  • 2篇电化学
  • 2篇多孔介质
  • 2篇压缩比
  • 2篇锌-空气电池
  • 2篇锌负极
  • 2篇锌空气电池

机构

  • 18篇清华大学
  • 1篇承德石油高等...

作者

  • 18篇王保国
  • 8篇范永生
  • 6篇马洪运
  • 5篇郭伟男
  • 5篇吴旭冉
  • 4篇李冰洋
  • 3篇廖斯达
  • 3篇宋士强
  • 2篇张剑波
  • 2篇雷青
  • 2篇李明华
  • 1篇贾志军
  • 1篇扈显琦
  • 1篇刘平
  • 1篇青格乐图
  • 1篇青格勒图
  • 1篇陈晓
  • 1篇赵宏博
  • 1篇许可

传媒

  • 7篇储能科学与技...
  • 4篇化工进展
  • 2篇化工学报
  • 2篇膜科学与技术
  • 1篇电化学
  • 1篇电源技术
  • 1篇辽宁工程技术...
  • 1篇Journa...

年份

  • 2篇2019
  • 1篇2017
  • 2篇2016
  • 3篇2015
  • 9篇2014
  • 3篇2013
19 条 记 录,以下是 1-10
排序方式:
电解水制氢MoS_2催化剂研究与氢能技术展望被引量:22
2019年
氢气具有质量轻、热值高、燃烧产物清洁等优点,被认为是理想的能源载体。氢气既能作为燃料电池的燃料,又能作为储能介质调节风能、太阳能发电系统的随机性、间歇性,正在成为未来能源的重要组成部分。为了促进电解水制氢技术与装备发展,研究高效电催化剂十分重要。本文围绕"粉末型"与"自支撑型"电催化剂结构特征,讨论基于二硫化钼(MoS_2)的析氢电催化剂的研究现状,阐述了催化活性位点调控策略与提高导电性两条技术途径,并以析氢过电位和塔菲尔曲线斜率为依据,比较不同方法制备的二硫化钼电催化剂的催化活性。表明提高二硫化钼晶相稳定性、调节其电子结构和优化催化电极结构等方法,将进一步提高基于二硫化钼的析氢催化电极性能。
王培灿雷青刘帅王保国
关键词:电催化剂电解水制氢
锌空气电池关键问题与发展趋势被引量:10
2016年
电化学可充的锌-空气电池具有能量密度高、水系电解液安全和成本低等特点,是电能高效转换和储存的重要技术方向,无论作为动力电池用于纯电动汽车等移动交通工具,还是用于新能源发电过程储能,都具有广阔发展前景。但正极存在电极结构设计和催化剂开发问题,负极存在抑制枝晶、控制析氢和提高锌循环性能等挑战,严重阻碍了锌空气电池的商业化进程。本文详细分析了锌-空气电池的关键科学问题,尤其是关于空气电极的催化剂、电极结构、锌枝晶等问题,结合电池性能进行详尽讨论。归纳现有研究后认为:开发新型电催化剂和空气电极,发展循环寿命长、成本低的锌负极制造技术与工艺,是锌空气电池所面临的亟需解决问题和未来的发展趋势。
洪为臣马洪运赵宏博王保国
关键词:锌空气电池催化剂锌负极
全钒液流电池的隔膜研究与应用被引量:7
2015年
研究全钒液流电池的质子传导膜制备过程,提出高分子亲水/疏水相互作用诱导溶液相分离的成膜原理,进行制膜工艺放大,满足全钒液流电池的电堆制造与储能工程应用需要.突破现有"离子交换"传质机理的限制,利用电解液中不同价态钒离子与氢离子相比,存在体积和荷电量的差异,通过离子"筛分"和"静电排斥"效应进行离子选择性渗透.制成孔径分布在4~7 nm的聚偏氟乙烯质子传导膜,电导率为3.5×10-2S·cm-1,爆破强度高于0.3 MPa,面积800 mm×900 mm.利用扩散实验测定膜对H+/VO2+离子选择性,选择性系数达到306.利用该质子传导膜组装的15 k W电堆,充电/放电循环性能稳定,电流密度达到100 m A·cm-2,在700多个循环过程电流效率为93%,能量效率超过72%,具备产业化应用前景.
青格勒图郭伟男刘平王保国
关键词:质子传导膜全钒液流电池储能成膜机理
锌-空气电池空气电极研究进展被引量:4
2017年
电化学可充的锌-空气电池具有能量密度高、水系电解液安全、经济性强等特点,在电动汽车、便携式电源以及大型储能方面具有广阔应用前景,是发展绿色清洁能源的重要产业方向。但该电池的空气电极制备过程需要高性能催化剂和特殊的电极结构,这些问题严重制约了锌-空气电池的产业化进程。本文从催化剂开发和电极结构设计两个角度分析空气电极研究开发现状,并对今后催化剂及空气电极的发展趋势进行讨论。开发高活性、高稳定性、价格合理的双功能电催化剂,进行高度结构化的空气电极设计与制备工艺研究;发展适合于批量化制造的三电极结构的锌-空气电池是未来锌-空气电池的重要方向。
许可王保国
关键词:锌-空气电池空气电极电催化剂
锌-空气电池电解液Zn^(2+)浓度对析氢过程的影响被引量:3
2014年
水溶液体系的二次金属-空气电池通常具有安全环保的特点,但是充电过程中仍然存在析氢副反应的安全隐患。使用线性电势扫描方法、Tafel极化曲线及极限扩散电流密度参数定量分析了二次锌-空气电池体系电解液中Zn2+浓度对析氢反应过程的影响。结果表明,随着电解液中Zn2+浓度的提高,析氢过电势逐渐增大,Zn2+浓度在6mol·L?1 KOH溶液中达到0.4 mol·L?1时,析氢过电势超过2.42 V,析氢过电势比空白溶液提高1.2 V,并且Tafel极化曲线的截距超过1.5 V,析氢电势达到超高过电势范围。此外,由Zn2+提供的极限扩散电流密度提高至8.9A·cm?2,所对应的过电势提高700 mV。研究结果对于确立二次锌-空气电池极限充电范围提供定量依据,对电池安全平稳运行具有重要价值。
马洪运范永生王保国
关键词:锌-空气电池
Hydrogen generation with acid/alkaline amphoteric water electrolysis被引量:8
2019年
To reduce the energy consumption of the electrolytic hydrogen generation process, we propose a novel approach to generate hydrogen with acidic/alkaline amphoteric water electrolysis, wherein hydrogen is produced inside an acidic solution and oxygen evolved under alkaline condition, and a membrane is employed in the middle of the electrolyzer to restrain neutralization. The electrode polarization is greatly reduced due to the specific arrangement of the acidic/alkaline amphoteric electrolyzer. The rate of hydrogen production achieves over four times higher than that of the alkaline aqueous solution at 2.2 V, and the energy consumption is reduced approximately 30% under the current density of 200 m A/cm ^2. The investigation of transmembrane potential drop indicates water splitting on the membrane surfaces, which compensates for acid or alkaline loss on-site and maintains the concentration approximately constant during electrolysis process. The acidic/alkaline amphoteric water electrolysis is promising as an energy saving, clean and sustainable hydrogen production technology.
Qing LeiBaoguo WangPeican WangShuai Liu
关键词:AMPHOTERICELECTROLYSISSPLITTINGSAVING
全钒液流电池充电/放电过程模型被引量:14
2014年
建立全钒液流电池充电/放电过程模型,描述钒离子在离子传导膜中渗透产生的自放电现象对电池过程影响,反映电解液中不同价态钒离子浓度随时间变化规律,以及电池开路电压、端电压的时间依存性。通过与实验结果对比,数值模拟与实验结果保持良好一致性,验证所发展的数学模型的有效性。利用数值模拟再现实验结果,研究了充放电电流与电池容量的关系。结果表明:电池容量随电流的变化存在峰值。所建立的全钒液流电池过程模型,为液流电池储能系统的设计和操作提供依据。
李明华范永生王保国
关键词:全钒液流电池二次电池数值模拟
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
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
液流电池理论与技术——荷电状态的表征被引量:9
2015年
电池实际可放出的瓦时容量与实际可放出的最大瓦时容量的比值定义为荷电状态,准确测定荷电状态对储能应用十分重要。本文从理论和应用角度,讨论全钒液流电池荷电状态的理论概念、工程定义和主要影响因素;提出2种确定最大瓦时容量的方法,其中实测法准确度更高,包含钒离子跨膜迁移、水分子扩散、负极电解液析氢和被氧化的信息,用于表征储能系统的荷电状态具有实际价值;阐述最大瓦时容量、电化学瓦时容量和理论瓦时容量的区别与联系。所提出的荷电状态确定方法,能够用于全钒液流电池SOC的估计。
洪为臣李冰洋王保国
关键词:液流电池荷电状态
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