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温和条件下甲烷提高水合物储氢稳定特性机理 被引量:1
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作者 王芳 穆金池 +3 位作者 张政 黄泽皑 郭利红 周莹 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期188-196,共9页
CH_(4)作为促进剂可大幅降低水合物储氢苛刻的热力学条件并提高H_(2)水合物的总储能密度,但目前对CH_(4)提升水合物储氢机理的认识较为缺乏。为此,通过分子动力学模拟研究并建立了CH_(4)/H_(2)双客体分子水合物模型,采用径向分布函数、... CH_(4)作为促进剂可大幅降低水合物储氢苛刻的热力学条件并提高H_(2)水合物的总储能密度,但目前对CH_(4)提升水合物储氢机理的认识较为缺乏。为此,通过分子动力学模拟研究并建立了CH_(4)/H_(2)双客体分子水合物模型,采用径向分布函数、构象分析和均方位移等方法综合分析了不同温度和压力下水合物结构的稳定性,探究了H_(2)占据孔穴位置、占据比例和水合物热力学稳定性之间的关联,揭示了温和条件下CH_(4)促进水合物储氢的微观机理。研究结果表明:(1)纯H_(2)水合物在严苛条件下笼型结构破损严重,而纯CH_(4)水合物在263~273 K及5~20 MPa温压条件下能稳定存在,说明CH_(4)水合物具备良好的热力学稳定性;(2) 263 K下储氢结构更为稳定,而5^(12)小笼可填充1~2个H_(2)分子,5^(12)6~2大笼中最佳储存3个H_(2)分子,且大笼储氢结构对水合物稳定性影响大,受温度的影响更为敏感。结论认为,CH_(4)/H_(2)水合物储氢体系3L+2S、3L+2L、2S+2S体系在263 K、15~20 MPa温和条件下综合性能较好,其中3L+2S具备最优的热力学稳定性,储氢密度可达0.301%(质量百分比),该研究成果可为水合物储氢技术开发提供理论指导和技术参考。 展开更多
关键词 氢气水合物 甲烷 储氢技术 储氢密度 分子动力学 储氢机理 稳定性
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氢能技术及其在车用领域应用现状综述 被引量:2
2
作者 楼狄明 赵克秦 +3 位作者 石秀勇 张允华 房亮 刘登程 《内燃机与配件》 2024年第7期140-143,共4页
化石燃料的快速消耗迫切地需要寻找绿色清洁的替代能源,氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源,具有高能量、无污染的特性,是当下重要的工业原料。本文较为全面地分析了氢能的制取与储存,并且围绕氢能在车用领域的应用,因... 化石燃料的快速消耗迫切地需要寻找绿色清洁的替代能源,氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源,具有高能量、无污染的特性,是当下重要的工业原料。本文较为全面地分析了氢能的制取与储存,并且围绕氢能在车用领域的应用,因为在碳峰值和碳中和的背景下,内燃机行业的发展正面临着最好的转型机遇。加快氢发动机关键技术的研发和应用已成为世界各国政府和各大汽车企业的重要战略。本文对比了氢燃料电池与氢燃料内燃机的特点,对未来氢能源利用的产业化前景进行了分析。 展开更多
关键词 氢能 低碳 氢能生产储存 氢燃料电池 氢燃料内燃机
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“双碳”目标下氢能产业技术发展分析 被引量:1
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作者 徐立军 苏昕 +3 位作者 朱迪 王思可 胡兵 密路祥 《新疆大学学报(自然科学版中英文)》 CAS 2024年第4期385-407,共23页
氢能作为清洁、高效的能源,对于实现全球能源转型和碳中和目标至关重要.随着全球能源需求增长和气候变暖挑战,世界各国都在积极推动能源绿色转型.氢能不仅可替代部分化石燃料,还是可再生能源的有效补充.近年来,全球能源领域正在经历绿... 氢能作为清洁、高效的能源,对于实现全球能源转型和碳中和目标至关重要.随着全球能源需求增长和气候变暖挑战,世界各国都在积极推动能源绿色转型.氢能不仅可替代部分化石燃料,还是可再生能源的有效补充.近年来,全球能源领域正在经历绿色转型,氢能产业得到长足发展,其在交通、储能、工业等方面应用范围得到显著增长.从分析氢能产业技术入手,总结国内外氢能产业发展现状,梳理目前氢能产业面临的问题,展望氢能产业未来发展方向,全面阐述氢能链发展进展.未来,氢能预计将成为全球能源转型和实现气候目标的关键力量,促进清洁能源应用,为经济带来新增长点,对缓解气候变暖和提升能源安全具有重要意义. 展开更多
关键词 氢能产业 制氢技术 氢能储运 氢能应用 发展方向
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车用氢能发展难点与对策 被引量:3
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作者 罗艳托 于东阳 +1 位作者 朱建兴 邓钰暄 《油气与新能源》 2024年第2期25-30,40,共7页
“双碳”目标背景下,国内加快能源转型步伐,交通运输业作为第三大碳排放行业,加快向电、氢转型。分析了国内氢燃料电池汽车和加氢站的发展现状,从产业链的角度深入剖析了国内车用氢能发展的“车贵”“氢贵”“站贵”等三大痛点,认为深... “双碳”目标背景下,国内加快能源转型步伐,交通运输业作为第三大碳排放行业,加快向电、氢转型。分析了国内氢燃料电池汽车和加氢站的发展现状,从产业链的角度深入剖析了国内车用氢能发展的“车贵”“氢贵”“站贵”等三大痛点,认为深层次的原因是燃料电池、车辆生产和加氢站设备生产存在技术瓶颈,关键零部件仍然依赖进口,加氢站建设及运营成本高,电解水等制氢成本高等。最后,从行业发展的角度,分别提出了降低车用氢能成本的突破路径,指导行业良性发展。 展开更多
关键词 氢燃料电池汽车 加氢站 制氢 储氢 运氢
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适用可再生能源不确定特性的合成氨多稳态柔性工艺技术
5
作者 吉旭 林今 +5 位作者 聂李红 周利 袁绍军 张欢 贺革 戴一阳 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期23-35,共13页
双碳背景下,风光可再生能源发电是能源发展的重要方向,“绿氢”由于其长周期存储和零碳特征,可以有效解决风光电力消纳的难题,有望与电能一同成为未来能源体系的两大支柱。但是由于氢气自身特性和氢脆造成的材料瓶颈,“绿氢”发展遇到... 双碳背景下,风光可再生能源发电是能源发展的重要方向,“绿氢”由于其长周期存储和零碳特征,可以有效解决风光电力消纳的难题,有望与电能一同成为未来能源体系的两大支柱。但是由于氢气自身特性和氢脆造成的材料瓶颈,“绿氢”发展遇到制储运多环节安全性与经济性挑战。绿电制氢制氨的“电制绿氨”路径被认为是解决“绿电”“绿氢”技术经济困局的重要途径之一。针对风光资源的不确定性,分析了基于合成氨“哈-博”工艺多种解决方案的优劣,提出了多稳态柔性“电制绿氨”工艺模式以解决“源网氢氨”复杂技术特征耦合下的设计、装置和运行问题;研究了多稳态柔性“电制绿氨”工艺的系统性技术架构、整定经济运行负荷与运行周期的最优化方法;开发了电氢氨一体化数字仿真模型,计及电力约束、资源波动、氢氨需求、系统运行效率和可靠性等因素,对全场景、全流程下的“电制绿氨”进行协同优化,形成了一套面向动态运行的绿电耦合化工的设计方法;研究了催化剂结构性能调优与合成塔内件结构的优化方法,开发了复杂变工况条件的催化剂宏观动力学模型,以及电氢氨一体化协同调度与智能控制技术。多稳态柔性“电制绿氨”工艺实现了合成氨经济运行负荷在30%~110%,负荷调节速率在0.5~1.0%/min,支持日、班,及班内多时域负荷调节要求,30%~110%负荷运行下单位合成氨综合能耗均优于GB 21344—2015《合成氨单位产品能源消耗限额》的标杆值。 展开更多
关键词 可再生能源 氢能 合成氨 多稳态柔性 氢氨一体化 安全性
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光——氢建筑能源系统园区容量配置鲁棒优化 被引量:1
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作者 于靓 杨姝宁 《建筑技术》 2024年第13期1642-1646,共5页
碳中和目标促使全球建筑行业能源结构向低碳化、无碳化与清洁化的方向转型。为了开发更清洁、更高效的光伏耦合技术,零碳排燃料——氢能提供了一个新路径。同时,为了提高可再生能源消纳水平,促进能源系统综合发展,针对光——氢建筑电热... 碳中和目标促使全球建筑行业能源结构向低碳化、无碳化与清洁化的方向转型。为了开发更清洁、更高效的光伏耦合技术,零碳排燃料——氢能提供了一个新路径。同时,为了提高可再生能源消纳水平,促进能源系统综合发展,针对光——氢建筑电热不确定性,以年均综合成本最优为目标,考虑系统能量平衡条件、系统设备效力等约束条件,引入鲁棒性对偶变量,提出一种包含云储能(CES)的电-氢-热能源系统(EHT-ES)鲁棒优化方法,得到基于氢储能的微电网热电容量配置方案。结果表明,考虑光伏资源和电力负荷需求不确定性时,需增加10.05%光伏发电投建设备容量配置规模。 展开更多
关键词 氢储能 鲁棒优化 光——氢建筑能源系统 电制氢 云储能
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基于蜂窝仿生流场的质子交换膜燃料电池的性能研究及优化
7
作者 张凌云 赵雷 +5 位作者 卢家鹏 陈辉 朱学军 杨涛 王诚 杜星 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2106-2116,共11页
为了增强质子交换膜燃料电池(PEMFCs)内部燃料分布的均匀性与水管理能力,本文研究了一种新型的基于仿生结构的蜂窝仿生流场。首先,根据蜂窝结构特征,搭建出三维多相流非等温几何模型并确立PEMFC的数学模型;其次,采用计算流体动力学Fluen... 为了增强质子交换膜燃料电池(PEMFCs)内部燃料分布的均匀性与水管理能力,本文研究了一种新型的基于仿生结构的蜂窝仿生流场。首先,根据蜂窝结构特征,搭建出三维多相流非等温几何模型并确立PEMFC的数学模型;其次,采用计算流体动力学Fluent软件对模型进行无关性与有效性验证,并对蜂窝仿生流场和常规平行流场的电池性能和燃料分布进行了模拟分析;最后,对比极化性能、气体流速分布、燃料与液态水组分浓度和电流密度分布,验证了蜂窝仿生流场设计的有效性。研究结果表明:采用蜂窝仿生流场的电池峰值功率密度比常规平行流场高15.6%,其内部水管理能力和燃料分布均匀性均强于平行流场;左端进气的蜂窝仿生流场比采用上端进气的蜂窝仿生流场在气体通路内具有更均匀的气体压力,可有效避免流道内产生局部涡流,其峰值功率密度可以达到0.3933 W/cm2。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 蜂窝仿生流场 压降 水管理
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铝基材料水解制氢技术研究进展
8
作者 周勇 姬雄帅 +5 位作者 李航 孙良 董会 翟文彦 刘彦明 胥聪敏 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期429-439,共11页
氢能是全球公认的清洁能源,被认为是化石能源的理想替代品,具有广泛的市场前景。铝价格低廉、密度较低且能量密度高,铝水解产氢是一种有效提供氢能的方法。简述了铝水反应的原理,介绍了目前国内外主流的3种铝基材料水解制氢技术(纯铝与... 氢能是全球公认的清洁能源,被认为是化石能源的理想替代品,具有广泛的市场前景。铝价格低廉、密度较低且能量密度高,铝水解产氢是一种有效提供氢能的方法。简述了铝水反应的原理,介绍了目前国内外主流的3种铝基材料水解制氢技术(纯铝与酸碱溶液反应、机械球磨法制备铝基复合材料、熔铸法制备铝基低熔点合金)的研究进展,并探讨了不同技术的反应原理、不同添加物的作用机理,对比了各种技术的特点,提出熔铸法制备低熔点合金将成为日后研究的重点,最后对未来熔铸法制备铝基低熔点合金的前景进行了展望。 展开更多
关键词 氢能 铝水反应 低熔点相 Al-Ga-In-Sn合金
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氢储能系统容量双层鲁棒随机优化配置方法
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作者 刘明波 曾贵华 +1 位作者 董萍 林舜江 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期12-23,共12页
氢能作为一种清洁无污染、能量密度大的二次能源,是大规模消纳新能源的理想储能载体,耦合氢储能系统和可再生能源的电热氢综合能源系统为消纳新能源提供新的思路和方案。围绕电热氢综合能源系统中如何以经济合理的方式投入氢储能设备展... 氢能作为一种清洁无污染、能量密度大的二次能源,是大规模消纳新能源的理想储能载体,耦合氢储能系统和可再生能源的电热氢综合能源系统为消纳新能源提供新的思路和方案。围绕电热氢综合能源系统中如何以经济合理的方式投入氢储能设备展开研究,解决氢储能设备容量的合理配置问题以及考虑源荷不确定性对电热氢综合能源系统运行的影响,提出了一种考虑季节性存储和源荷不确定性的电热氢综合能源系统中氢储能容量优化配置方法。首先针对风电功率预测误差较大,电热气负荷预测精度较高的特点,分别采用不确定集和抽样场景描述源和荷两侧的不确定性。然后建立了考虑源荷不确定性和季节性存储的氢储能容量配置双层鲁棒随机优化模型,其上层问题以年化投资成本和运行成本的总成本最小化为目标确定氢储能系统装置容量,下层问题采用两阶段鲁棒随机优化模型模拟电热氢综合能源系统典型日在风电出力最恶劣场景下的最优运行方案。由于该模型难以直接求解,提出基于粒子群优化算法和列与约束生成算法对该类复杂模型进行求解。最后,通过对某个电热氢综合能源系统算例进行分析,算例分析结果验证了所提方法的有效性,获得的氢储能系统容量优化配置方案能够促进风电消纳和提高系统运行的经济性。 展开更多
关键词 氢储能 电热氢综合能源系统 双层鲁棒随机优化 季节性存储 列与约束生成算法
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考虑场间-场内风电机组疲劳载荷均衡的海上风氢系统灵活调度
10
作者 张磊 王满康 +3 位作者 随权 叶婧 邱元城 陶千惠 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第21期151-160,共10页
为了降低海上风电场维护次数频繁所带来的高昂成本,提高海上风电的消纳率,提出一种考虑场间-场内风电机组疲劳载荷均衡的海上风氢系统灵活调度方法。首先,量化分析风电机组的疲劳载荷与风电出力、疲劳成本之间的关系,建立了场间-场内风... 为了降低海上风电场维护次数频繁所带来的高昂成本,提高海上风电的消纳率,提出一种考虑场间-场内风电机组疲劳载荷均衡的海上风氢系统灵活调度方法。首先,量化分析风电机组的疲劳载荷与风电出力、疲劳成本之间的关系,建立了场间-场内风电机组疲劳载荷均衡模型,协调风力发电与疲劳载荷之间的关系。然后,考虑海上天气因素的多变性,提出船舶自适应航行模型。进而,采用柔性直流输电,建立了电氢并举的能量流灵活外送模型。最后,以系统运行总成本最小为目标,提出考虑场间-场内风电机组疲劳载荷均衡的海上风氢系统灵活调度策略。仿真结果表明,相对于传统调度策略,所提的调度策略能够均衡场间疲劳载荷,同时有效地减小场内疲劳载荷差异,经济性提高了8.11%。 展开更多
关键词 疲劳载荷 能量流 海上风氢系统 运氢船舶 灵活调度
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加氢站预算定额消耗量准确性的影响因素及提升策略研究
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作者 孙春玲 郑晓茹 +1 位作者 柯洪 张静 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期54-60,共7页
分别从定额编制、施工安装、外部环境3个层面识别加氢站预算定额消耗量准确性的影响因素,通过因子分析法对影响因素进行公因子提取和关键因素提炼。结果表明:5个公因子对加氢站预算定额准确性皆有显著影响,其影响程度为编制方法与依据&... 分别从定额编制、施工安装、外部环境3个层面识别加氢站预算定额消耗量准确性的影响因素,通过因子分析法对影响因素进行公因子提取和关键因素提炼。结果表明:5个公因子对加氢站预算定额准确性皆有显著影响,其影响程度为编制方法与依据>施工安装技术>施工组织管理>编制组织与成员>外部环境;安装技术更新速度、编制方法与测定对象的匹配性和施工工艺规范度是影响消耗量准确性的关键因素。据此探讨消耗量准确性的提升策略:缩短定额修订时间,建立长效管理机制;提高编制方法与测定对象的匹配度;明确加氢站现场施工规范,缩小施工偏差影响。 展开更多
关键词 氢能 造价工程 因子分析 预算定额 消耗量准确性 影响因素分析
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液相放电等离子体分解甲醇制氢:电极配置的优化
12
作者 王军锋 张俊杰 +3 位作者 张伟 王家乐 双舒炎 张亚栋 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期3277-3286,共10页
利用液相阵列电极滑动弧放电等离子体分解甲醇来优化现有制氢技术,系统研究了不同电极配置对制氢性能的影响。获得最优极配数量,发现同放电功率下4针电极最大氢气流速达到1188.54 ml/min,相对于单针提高了118%。此外,在液相放电中阵列针... 利用液相阵列电极滑动弧放电等离子体分解甲醇来优化现有制氢技术,系统研究了不同电极配置对制氢性能的影响。获得最优极配数量,发现同放电功率下4针电极最大氢气流速达到1188.54 ml/min,相对于单针提高了118%。此外,在液相放电中阵列针-环结构相比阵列针-孔板结构具有更高的氢气产能和能量产率。在阵列针-环电极配置工况,滑动弧放电等离子体分解甲醇表现出最佳制氢性能,能量产率69.75 g/kWh,能量效率71.12%,优于现有大多数制氢方案。 展开更多
关键词 液相放电 等离子体 甲醇 制氢 优化
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基于金字塔池化网络的质子交换膜燃料电池气体扩散层组分推理方法
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作者 王虎 尹泽泉 +6 位作者 王雯婕 黄笠舟 方宁宁 隋俊友 张加乐 张锐明 隋邦傑 《重庆大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期84-92,共9页
针对质子交换膜燃料电池气体扩散层(gas diffusion layer composition,GDL)形貌划分与制备工艺改进问题,提出了一种基于金字塔池化网络(pyramid scene parsing network,PSPNet)与多层感知器(multi-layer perception,MLP)的气体扩散层组... 针对质子交换膜燃料电池气体扩散层(gas diffusion layer composition,GDL)形貌划分与制备工艺改进问题,提出了一种基于金字塔池化网络(pyramid scene parsing network,PSPNet)与多层感知器(multi-layer perception,MLP)的气体扩散层组分识别与比例推理方法:首先将带标签的气体扩散层扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)图片输入神经网络,得到特征图;得到的图像特征层进入金字塔池化模块后,获取SEM图像的深层和浅层特征;随后将深层和浅层特征图层融合输入全卷积网络(fully convolutional network,FCN)模块,得到预测图像;最后统计各个组分上的像素点比例,通过MLP完成组分比例推理。结果表明:所提方法组分识别像素准确率达81.24%;在5%偏差范围内,比例推理准确率为88.89%。该方法解决了气体扩散层多组分无法区分、比例无法获知的问题,可有效应用于气体扩散层的质检、数值重构以及制备工艺改进。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 气体扩散层制备 扫描电镜 人工智能 金字塔池化网络 多层感知器
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氢燃料电池汽车在风洞试验中的氢泄漏扩散分析
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作者 马天才 景秀辉 +3 位作者 李田田 黄倍铭 谢娇娇 庞加斌 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期261-274,共14页
采用数值模拟方法,研究氢燃料电池汽车在发生氢泄漏情况下,氢气在风洞内部的流动扩散规律与分布情况。当风洞模拟汽车以80 km/h行驶工况时,车底部泄漏的氢气紧贴着汽车表面向后移动进入汽车的尾流区,氢气浓度随着离汽车尾部距离的增加... 采用数值模拟方法,研究氢燃料电池汽车在发生氢泄漏情况下,氢气在风洞内部的流动扩散规律与分布情况。当风洞模拟汽车以80 km/h行驶工况时,车底部泄漏的氢气紧贴着汽车表面向后移动进入汽车的尾流区,氢气浓度随着离汽车尾部距离的增加而降低。从收集口进入流道内的氢气集中在中、底部,具有明显的浓度梯度,经过风扇区后变得均匀;10 s后车底泄漏的氢气又重新回到试验段,与车底正在泄漏的氢气汇合,造成整个区域氢气浓度的持续升高。由于风洞流道拐角导流片的存在,流道内测的氢气浓度升高的更快。当风洞模拟汽车怠速工况时,泄漏的氢气大多在试验段内流动扩散,流道内几乎检测不到氢气。受试验段内气流扰动的影响,汽车两侧的氢气呈现出不对称分布,顶部的氢气集中在车左侧。根据数值模拟结果给出了氢浓度传感器的安装位置建议。 展开更多
关键词 汽车风洞 氢燃料电池汽车(HFCVs) 氢泄漏 数值模拟
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高压氢气欠膨胀射流数值模拟研究
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作者 牛奕 刘振 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期146-152,共7页
为探究高压氢气欠膨胀射流的特性和规律,采用数值模拟的方法,研究20~70 MPa泄漏压力下,出口直径为1 mm的氢气射流,对流场结构和泄漏流量进行分析。研究结果表明:近场区域存在复杂的激波结构,包含中心的核心区和四周的混合层;而在远场区... 为探究高压氢气欠膨胀射流的特性和规律,采用数值模拟的方法,研究20~70 MPa泄漏压力下,出口直径为1 mm的氢气射流,对流场结构和泄漏流量进行分析。研究结果表明:近场区域存在复杂的激波结构,包含中心的核心区和四周的混合层;而在远场区域,高压氢气欠膨胀射流具有和亚音速射流相同的自相似特性,远场的起始位置与射流的有效直径成正比;数值模拟得到不同压力下高压氢气泄漏的质量流量,通过与理论计算结果比较,得到不同压力比下的流量系数变化情况。研究结果可为高压氢气储运装置应急状态下的防护区域划分和事故原因调查等提供参考。 展开更多
关键词 氢气泄漏 欠膨胀射流 数值模拟 质量流量 自相似特性
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PEMFC空气系统流量和压力协同控制策略设计
16
作者 王志红 王向光 颜伏伍 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期218-223,共6页
为提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)空气系统的动态响应性能,避免局部缺气而导致其输出性能降低等问题的出现,针对空气系统存在流量和压力耦合的问题,分别采用PID、前馈解耦控制和模型预测控制(MPC)对空气系统进行控制,通过仿真和台架测试... 为提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)空气系统的动态响应性能,避免局部缺气而导致其输出性能降低等问题的出现,针对空气系统存在流量和压力耦合的问题,分别采用PID、前馈解耦控制和模型预测控制(MPC)对空气系统进行控制,通过仿真和台架测试,验证控制算法的有效性。结果表明,两种控制算法相比较PID均具有较好的控制效果,空气流量和空气压力均能快速跟随设定值,PEMFC发动机的输出性能平稳。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 空气供应系统 解耦控制 台架试验
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含氢储能的微电网低碳-经济协同优化配置
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作者 谭玲玲 孙鹏 +3 位作者 郭沛璇 李元芳 吉兴全 张玉敏 《发电技术》 CSCD 2024年第5期983-994,共12页
【目的】传统电储能在规模、持续时间和环境影响等方面存在局限性,而且微电网中新能源消纳能力低,规划时无法兼顾低碳性和经济性。为解决以上问题,基于氢储能基本工作原理,将氢储能代替传统电储能纳入到微电网中,建立了含氢储能的微电... 【目的】传统电储能在规模、持续时间和环境影响等方面存在局限性,而且微电网中新能源消纳能力低,规划时无法兼顾低碳性和经济性。为解决以上问题,基于氢储能基本工作原理,将氢储能代替传统电储能纳入到微电网中,建立了含氢储能的微电网低碳-经济协同双层优化配置模型。【方法】上层规划模型以微电网综合等年值最小为目标,在电-氢联合运行的基础上,引入碳交易机制对微电网中各发电设备进行容量规划,提高了系统的低碳性;下层运行模型以最小化新能源出力与负荷需求之差的绝对值之和为目标,鼓励用户采取以精确追踪新能源出力曲线为目标的多样化需求侧响应行为,并将用户的用能行为调整反馈至上层模型,实现了对负荷曲线的优化。【结果】某工业园区微电网仿真验证表明,所提方法得到的规划方案具有良好的低碳性和经济性,与传统规划方法相比,低碳性和经济性分别提高了53.6%和37.1%。【结论】所建模型在提高新能源消纳能力的基础上进一步提高了系统的经济性,实现了微电网低碳性和经济性的协同优化。 展开更多
关键词 微电网 氢储能 新能源 低碳 碳交易 容量规划 需求响应 优化配置
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直接空气捕碳(DAC)的成本评估预测及其影响因素
18
作者 周爱国 余晓洁 +4 位作者 贺红旭 夏菖佑 孙雨萌 刘牧心 梁希 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期185-197,共13页
直接空气捕碳技术能够从大气中直接捕获二氧化碳,是人类应对气候变化的重要手段。为了定量评估和预测中国DAC技术的成本,采用自上而下的工程经济分析方法构建了DAC成本分析及预测模型,并选取基于液体吸收工艺(L-DAC)和固体吸附工艺(S-D... 直接空气捕碳技术能够从大气中直接捕获二氧化碳,是人类应对气候变化的重要手段。为了定量评估和预测中国DAC技术的成本,采用自上而下的工程经济分析方法构建了DAC成本分析及预测模型,并选取基于液体吸收工艺(L-DAC)和固体吸附工艺(S-DAC)的DAC技术,对不同规模情景、技术路径、能源类型下的DAC成本进行了研究。结果表明:未来的部署规模是影响DAC成本的关键因素。到2060年时,若中国DAC的CO_(2)捕集规模仅为0.3亿t/a,则L-DAC和S-DAC的CO_(2)去除成本将分别达到1037~1838元/t和869~922元/t;若部署规模达到3亿t/a,碳去除成本将分别降至729~1237元/t和543~580元/t;若部署规模达到6亿t/a,碳去除成本将进一步降至655~1102元/t和472~505元/t。能源相关的碳排放会降低DAC从空气中去除CO_(2)的效率,造成DAC碳去除成本上升。其中,当使用核电、光伏、风电和水电等非化石能源供能时,DAC碳去除成本在捕集成本的基础上略微增加;当使用电网或外购热供能时,DAC碳去除成本的增加较为明显。到2060年,使用光伏供能比其他供能方式更具成本优势。基于上述研究成果,建议尽早实施DAC技术的规模化示范工程,稳步扩大DAC应用规模,通过规模效应、工程优化降低DAC成本;建议DAC工厂因地制宜选择非化石能源供能,以降低碳去除成本。 展开更多
关键词 直接空气捕碳 成本 成本预测模型 DAC
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生物制氢原理及研究进展
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作者 陈鸿伟 付昱飞 +4 位作者 宋杨凡 郭成浩 施睿鹏 王猛 徐游波 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期872-885,共14页
主要综述了光解水、光发酵、暗发酵、暗-光发酵耦合等生物制氢技术,分析各方法的产氢机制、工艺优劣、影响因素和研究现状等,同时对比了生物制氢反应器的类型与特点。结果表明:生物制氢在低品位能源处理与高级能源生产方面具有巨大潜力... 主要综述了光解水、光发酵、暗发酵、暗-光发酵耦合等生物制氢技术,分析各方法的产氢机制、工艺优劣、影响因素和研究现状等,同时对比了生物制氢反应器的类型与特点。结果表明:生物制氢在低品位能源处理与高级能源生产方面具有巨大潜力。最后,给出了目前生物制氢技术的发展建议。 展开更多
关键词 生物制氢 氢能 生物反应器
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不同压力下氢气超声速膨胀凝结特性
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作者 边江 张泽瑜 +3 位作者 甘宇 杨文 赵子源 曹学文 《油气与新能源》 2024年第2期50-57,共8页
氢气液化所需温度远低于天然气,需要设置更繁琐的深冷环节,液化流程复杂、占地面积大、投资成本高。超声速膨胀液化是一种新兴的气体液化分离技术,具有流程密闭、节能环保、成本低等优势。因此,提出将超声速膨胀液化技术引入氢气液化领... 氢气液化所需温度远低于天然气,需要设置更繁琐的深冷环节,液化流程复杂、占地面积大、投资成本高。超声速膨胀液化是一种新兴的气体液化分离技术,具有流程密闭、节能环保、成本低等优势。因此,提出将超声速膨胀液化技术引入氢气液化领域,并且为探究其可行性,基于流体力学计算软件FLUENT中的SIMPLE算法和k-ω湍流模型,采用Gyarmathy液滴生长模型,研究了氢气在不同入口压力(1.05 MPa、1.10 MPa、1.15 MPa)条件下的超声速流动与凝结特性。结果表明,氢气高速膨胀引起的低温效应将使氢气自发凝结,导致在短距离内快速形成液滴,证实了超声速氢气液化技术的可行性;氢气入口压力的提高,可有效增加氢气在Laval喷管入口的过冷度,从而使得气体凝结起始位置前移,增大液滴粒径,提高Laval喷管液化效率。 展开更多
关键词 氢气 液化 超声速 凝结特性 Laval喷管
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