上海交通大学机械与动力工程学院动力机械与工程教育部重点实验室
- 作品数：10 被引量：19H指数：3
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- 相关领域：动力工程及工程热物理化学工程理学一般工业技术更多>>
- 二硫化钼-还原氧化石墨烯复合材料用作高稳定性燃料电池阴极催化剂载体（英文）被引量：3
- 2019年
- 碳黑是质子交换膜燃料电池中最常用的电催化剂载体材料.然而,由于燃料电池内部环境苛刻(强酸性、强氧化性、湿度大、温度高、电位高等),碳材料易被氧化腐蚀,同时还可能进一步引起Pt催化剂颗粒脱落和团聚,造成催化剂性能衰减,继而影响电池性能与稳定性.为了克服碳载体腐蚀的问题,提高碳材料的石墨化程度是一种可行方法,然而,石墨化程度提高的同时伴随着含氧官能团的减少,这减少Pt离子的沉积位点,造成Pt团聚和颗粒过大等问题,导致催化剂质量比活性过低.另一种方法是开发金属氧化物(WO3, TiO2)、金属氮化物(Mo2N, CrN)、金属碳化物(WC)和导电聚合物(PANI)等非碳载体.然而,这些载体材料的电导率远低于碳,造成催化剂活性较低,只适用于高温和使用强氧化剂(如纯氧、双氧水)等特殊工况.针对上述问题,本文设计合成了二硫化钼-还原氧化石墨烯(MoS2-rGO)复合材料作为燃料电池阴极催化剂的载体材料,利用MoS2的高稳定性及还原氧化石墨烯优异的导电性能与适量的含氧官能团,实现了Pt颗粒的均匀沉积并提高了催化剂活性与稳定性.XRD表征结果显示,使用溶剂热法制备的复合材料同时具有石墨烯与二硫化钼的特征峰,证实MoS2-rGO成功合成.XPS结果进一步证实了六价钼向四价钼及氧化石墨烯向还原氧化石墨烯的转变. TEM与HRTEM显示, MoS2以多层形式存在并成功沉积在rGO表面,和rGO相互搭接形成了连续的电子传输网络,保证了载体良好的导电能力.使用改进的乙二醇还原法制得MoS2-rGO负载Pt催化剂(Pt/MoS2-rGO), TEM显示Pt颗粒均匀分布在载体表面,且Pt颗粒平均粒径为3.2 nm.这主要归功于MoS2充分暴露的活性边缘及rGO表面存在的适量含氧官能团为Pt离子提供了充足的沉积位点.电化学测试显示,在催化ORR反应中, Pt/MoS2-rGO相比于碳载铂(Pt/C)具有更高的起始还原电位,表明MoS2-rGO载
- Muhammad Tuoqeer Anwar闫晓晖Muhammad Rehman AsgharNaveed Husnain沈水云罗柳轩程晓静魏光华章俊良
- 关键词：燃料电池负载型催化剂
- 焠熄孔排布对RQL燃烧室流场影响的PIV实验研究被引量：2
- 2019年
- 针对三头部直列式RQL(富油/焠熄/贫油)模型燃烧室,利用PIV激光可视化技术,分析了三种不同焠熄孔布置形式对燃烧室内冷态流场的影响。实验结果表明:随着动量通量比增大,焠熄孔中心截面射流深度逐渐增大,并在焠熄孔上游形成旋涡结构,且旋涡中心逐渐向上游移动;不同焠熄结构在同一截面回流区形状受横向射流推挤的影响而存在差异,焠熄孔下游2D位置轴向速度大小及沿竖直方向分布受焠熄结构的影响不同。
- 金明张亮吉雍彬葛冰臧述升
- 关键词：冷态流场
- 燃气轮机HAT循环性能的理论与试验
- 阐述了HAT循环燃气轮机性能分析中的湿化工质热物性的计算模型的建立及基于微型分轴燃气轮机HAT循环装置的性能初步试验。试验结果表明,空气加湿后对系统性能有明显影响,系统比功及效率相对简单循环都有很大的提高。根据试验条件进...
- 翁史烈臧述升蒲强卫琛喻葛冰惠宇王玉璋
- 关键词：HAT循环
- 文献传递
- 电沉积制备的PtNi纳米粒子用于氧还原反应:成核和生长机理被引量：1
- 2021年
- 质子交换膜燃料电池(PEMFCs)电堆中阴极Pt基催化剂的高用量造成其成本居高不下,成为阻碍燃料电池汽车商业化推进的重要原因,因此开发低Pt、高活性的Pt基催化剂势在必行.Pt合金催化剂能够有效地降低Pt用量,并通过对合金颗粒的元素比例、晶面、粒径等实行精确调控,显著提升氧还原(ORR)催化活性.然而,目前常用的制备方法由于原料与制备成本高昂、过程复杂大都难以适应规模化生产需求.电化学方法通过控制施加的电流或电位控制晶体生长.在水体系中该方法已得到验证,但由于Pt化合物的热力学标准电极电位与过渡金属元素之间相差较大,且对于过渡金属来说,电负性大多小于铂,因此还原电位通常负于析氢电位,使得二者难以实现共沉积.有机体系中电位窗口比水体系大得多,Pt与电位较负的过渡金属可实现共沉积,采用小分子有机溶剂也可避免溶剂清洗问题,具有应用潜力.本文提出了一种简单的一步电沉积方法,选择易溶于水的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂,将碳载体滴涂到玻碳电极上作为工作电极,通过电化学方法直接将Pt-Ni合金沉积到碳载体上,并利用物化表征与密度泛函理论(DFT)理论计算来探究共沉积机理.透射电镜表征结果表明,在不同的沉积电位下均可得到分散均匀、粒径适当的催化剂;且随着电位值降低,催化剂颗粒分散得更均匀,颗粒粒径不断减小.元素分布和晶面结果表明,铂镍元素均匀分布于颗粒中.所有样品均表现出优异的ORR性能,最高的面积比活性达到商业催化剂的6.85倍.将材料表征、电化学表征与DFT计算结合,建立起了铂镍合金生长过程的模型,并发现了有机体系中独特的成核-生长机理.将体系中的DMF换成超纯水,用同样的方法进行沉积,得到的催化剂颗粒团聚严重,说明DMF的使用能够避免颗粒团聚.在单独铂的体系中沉积发现,负载量极小
- 赵路甜郭杨格符策煌罗柳轩魏光华沈水云章俊良
- 关键词：电沉积氧还原反应密度泛函理论
- 近壁方柱绕流的PANS数值模拟研究
- PANS模型是一种可以无缝连接直接数值模拟(DNS)和雷诺时均方程模拟(RANS)的方法。为了验证PANS模型的合理性,使用PANS模型模拟流体横掠的近壁方柱系统(G/D=0.25,0.5)。在此情形下,以方柱边长为特征...
- 罗宇辰王少飞刘应征
- 关键词：控制参数数值模拟
- 文献传递
- 外载荷对以煤气合成气为燃料的固体氧化物燃料电池性能影响
- 随着哥本哈根世界气候大会的落幕,世界各国对二氧化碳减排的呼声越来越高,中国,作为以煤炭为主要能源的发展中国家,越来越关注煤炭的清洁、高效利用,以达到节能减排的目的.煤气化燃料电池联合循环(IGFC-CC )是煤炭清洁、高...
- 关键词：固体氧化物燃料电池功率密度
- 文献传递网络资源链接
- 循环热力载荷下含冷却孔热障涂层的强度分析
- 2019年
- 在实际服役工况下,燃气轮机涡轮叶片热障涂层较易在冷却孔附近产生开裂和脱落,造成严重的安全问题.为了深入研究这一过程中的机理,该文通过建立含冷却孔热障涂层系统的三维有限元模型,以实际工况下流固耦合计算得到的温度场作为边界条件,分析循环热力载荷下热障涂层内部应力分布和发展趋势.结果表明,在冷却孔附近的涂层界面间存在应力集中现象,且随着循环应力数值增大,应力集中区域发生迁移.TGO层的不规则生长导致了应力在孔口附近界面处集中,特别是孔口上游区域的TC/TGO界面和TGO/BC界面处.
- 张子凡蔡振威王炜哲彭迪刘应征
- 关键词：界面应力
- 基于连续伴随的湍流数据同化方法及应用
- 本文提出一种基于连续伴随(continuous adjoint formulation)的湍流数据同化(data assimilation,DA)方法,将实验测量结果作为观测值,植入数值模型当中,改变预测模型的运行轨迹,...
- 何创新刘应征
- 关键词：数据同化各向异性
- 文献传递
- 汽轮机进汽阀U型密封高温强度与密封性能分析被引量：10
- 2013年
- U型密封因其优越的密封性能而被广泛应用在超超临界汽轮机进汽阀门中。随着运行参数(温度,压力)不断提升,U型密封承受的蠕变越发严重。为了研究U型密封在高参数运行条件下的蠕变强度与密封性能,引用经过时间硬化修正的Norton-Bailay蠕变本构方程和基于孔洞长大理论的多轴蠕变模型,分析计算了汽轮机进气阀U型密封2 105 h工作时域内接触面位置、接触应力和蠕变多轴度因子的变化规律。结果表明:随蠕变时间增加,U型密封的接触应力下降明显;U型密封的关键部位受到较大多轴应力影响,并产生较大的Cocks-Ashby蠕变等效应变,试验结果与预测结果一致。
- 毛剑峰张军辉王炜哲陈汉平
- 关键词：汽轮机高温蠕变
- 气隙激振力对转子临界转速的影响被引量：3
- 2006年
- 从诱发汽流激振的原因出发,指出气隙激振力是汽轮机组发生汽流激振的主要原因,并以Riccati传递矩阵法为框架,建立能够处理包括气隙激振力在内的各种激振源对转子临界转速影响的计算模型。利用该模型就气隙激振力对转子临界转速的影响进行了计算分析,通过与试验台实测的结果对比分析,验证了计算模型的可靠性,得出了临界转速的下降量随着充气压力的提高而增大的结论。该计算模型今后还可应用于转子稳定性及汽流激振的分析研究。
- 韦康叶春葛诵王炜哲刘应征忻建华
- 关键词：动力机械工程汽轮机临界转速汽封
