基于镍铁层状双氢氧化物的氧析出催化剂:催化机制、电极设计和稳定性

近几十年来,氧析出反应因其在能量储存和转换技术中的关键作用而受到了广泛关注。然而,它需要高效的催化剂例如IrO2和RuO2,来加速其缓慢的反应动力学。在所开发的低成本材料中,镍铁层状双氢氧化物(NiFe LDH)较为有前景,其在碱性电解质中表现出出色的氧析出性能,过电位很低,在10 mA·cm^(-2)处仅需200-300 mV。虽然人们在开发基于NiFe LDH的高效电催化剂方面做出了巨大努力并取得了一些成果,但是要进一步降低其过电位具有相当的挑战性。为了克服这个瓶颈,就需要明确识别其活性位点和催化机理,从根本出发来探究新的解决方案,以获得具有超低过电位的催化剂。本综述首先回顾了NiFe LDH的结构、组成和发展历史。虽然人们在研究催化活性位点和机制方面付出了巨大努力,但其真正的催化位点和机制仍然是模棱两可并存在争议的。我们对催化位点研究的代表性工作进行了全面分析,希望对催化机理和活性位点能提供一些深入认识和理解。此外,我们还就增强其催化活性的各种策略,如杂原子掺杂和引入空位等,进行了总结并基于电子和几何结构对其活性提高原理进行了分类,为开发高性能的NiFe LDH基催化剂提供新的见解和方向。此外,催化剂的稳定性,尤其是在高电流密度等技术条件下的稳定性至关重要,但常常被人们忽视。最新的研究表明,NiFe LDH基催化剂在高电流密度下运行一段时间就会出现严重的活性衰减。因此,本综述强调了稳定性问题的重要性,以引起更多研究者对此问题的关注,并分析了NiFe LDH基催化剂的衰减机理,总结和讨论了基于这些衰减机理开发的改善稳定性问题的最新策略。最后,本综述讨论了制备兼具优异催化活性和稳定性的NiFe LDH基的高效催化剂的可能发展方向。

电容去离子过渡金属基电极设计及应用研究进展

电容去离子(Capacitive deionization,CDI)作为一种新兴的水淡化和离子分离方法,由于其离子选择性高、水回收率高和能耗低等优点受到广泛关注。与传统的基于碳电极的CDI相比,新兴的法拉第电极通过离子捕获的法拉第反应,提供了使得CDI的脱盐性能大幅提升的独特机会。而过渡金属基电极由于其高度可逆的法拉第响应,相对较高的导电性以及出色的理论赝电容值等优势,在CDI电极设计领域受到广泛关注。本文系统地归纳和梳理了过渡金属基电极在CDI应用中的材料分类,总结了针对其本征缺陷所进行改性工程,主要包括导电材料耦合、功能结构工程和缺陷工程等,并对其在海水淡化中的性能进行了总结;此外,从离子选择性分离、金属离子去除和营养元素回收等方面介绍了过渡金属基电极在CDI中的特定应用。最后,概述了剩余的挑战和研究方向,为未来的过渡金属基电极的开发与研究提供指导。

±1100kV户内直流场全域均压电极设计、仿真及优化研究

特高压直流工程金具表面最大电场强度是衡量其发生电晕放电的主要因素。±1100k V直流工程户内直流场中不同设备均压装置的外形相差较大,而且相对户外直流场,屋顶和围墙都是地电位,会进一步增强金具的表面电场,因此需开展户内直流场全域三维电场仿真,根据仿真结果反复优化户内直流场设备均压电极的形状。首先通过理论计算和试验研究,确定不同直径均压屏蔽装置的表面场强许用值;然后对±1100k V特高压直流输电工程户内直流场中的关键设备开展三维电场仿真计算研究,并通过不断优化均压电极的形状,使其满足场强控制要求。

闭式复杂流道类零件数控电火花加工电极设计

以某型三元流闭式整体叶轮叶间流道的数控电火花加工为例,分析其复杂闭式流道的可加工性,继而进行工具电极及其加工运动轨迹设计,并探讨了减小因摇动补偿造成加工误差的方法。以UG二次开发的CAD/CAM模块为设计工具,提出一种新的工具电极设计方法,并在四轴联动数控电火花加工机床上完成了具有闭式复杂流道零件的加工试制,验证了设计方法的可行性。

基于轨迹搜索的闭式三元流通道电火花加工电极设计方法

数控电火花加工技术是加工闭式三元流通道的首选工艺之一,其中工具电极设计是关键技术。为此,从电极运动位姿变换的角度出发,提出了一种基于轨迹搜索的电极设计方法,并据此设计了某型三元流闭式整体叶轮叶间气流通道的电火花加工电极,利用UG平台上自主开发的加工仿真模块进行了加工过程仿真,验证了该设计方法的可行性与正确性。

基于UG手柄型腔电极设计与数控加工

以型腔模具高效率、高质量电极设计与数控加工为目标,结合企业生产实际,采用UG电极设计模块与建模模块相结合的快捷方法进行电极设计,采用优化的数控加工工艺对零件进行数控加工编程,并采用自定义的后处理文件生成了相应数控系统的数控代码。实验结果表明该零件的加工质量达到了预期的加工要求。

基于细胞电生理检测的在体及离体微电极设计仿真

生物传感器的微型和集成化为细胞电生理研究提供了强有力的手段。当前国内电极阵列设计的量化分析工具尚为欠缺。着重采用有限元工具分析电极形状对输出影响,对相同设计参数下圆形与矩形电极的电场分布进行比较;采用Monte-Carlo模型判断细胞与电极耦合的有效性,结果显示表面处理时,大分子生物素宜最后贴附处理以增大有效贴附率;采用SPICE工具对细胞并行电生理检测串扰性进行分析,结果说明细胞与电极的耦合性比阵列间距和数目对串扰影响更大。从而为有源电极的集成设计、细胞-电极耦合有效性和电生理测试提供量化分析工具。

基于UG二次开发的电火花加工成形电极设计系统

针对闭式整体涡轮叶盘的结构特点,在UG平台上通过二次开发设计了一套涡轮盘电火花加工成形电极设计系统,包括电极初步设计、减厚处理、电极剖分、电极基座设计和电极运动轨迹搜索等模块。通过实验对电极设计系统的正确性和实用性进行了验证,加工出满足设计要求的整体涡轮盘样件。

基于NX的石墨电极设计及编程在海尔电器中的应用

以海尔电器的石墨电极为例,探讨了在NX系统平台上,进行电极设计及编程的方法、过程,并给出相关参数的参考值以供实际生产参考,基于NX平台进行数字化虚拟制造提高了生产效率和质量。

基于CimatronE的电火花加工电极设计技术

阐述了模具零件的型腔、型孔、窄槽和文字,及因结构的因素在CNC机床难以加工完成或难于达到满意的加工精度的位置,基本采用电火花加工的方法。介绍了CimatronE软件抽取放电曲面、建立电极基座、建立放电曲面与基座的关联、加载标准电极柄及生成工程图等方面的电极设计方法,并在设计中就电极设计关键参数设置进行了讨论。应用CimatronE电极设计方法在实际工作中有很强的实用性,且操作简单易学习,用途广安全高效,适用于各种复杂零件的电极设计。

模具制造中的电极设计与加工

对模具制造中的电极设计及加工的原则和方法进行了论述和归纳,并给出相关参数的参考值以供实际生产参考。

基于UG家电产品外壳型腔电极设计与数控加工

为提高型腔模具电极设计与数控加工的效率和质量,提出了一种快捷的、优化的设计方法。以型腔模具高效率、高质量电极设计与数控加工为目标,结合企业生产实际,采用UG电极设计模块与建模模块相结合的快捷方法进行电极设计,采用优化的数控加工工艺对零件进行数控加工编程,并采用自定义的后处理文件生成了相应数控系统的数控代码。实验结果表明该零件的加工质量达到了预期的加工要求,为型腔模具的电极设计与数控加工提供了设计思路和方法,对其他类零件的数控加工方案具有重要的指导意义。

六轴联动创成式电火花加工的电极设计

提出了一种加工复杂构型的整体涡轮通道的创新思路和六轴联动创成式电火花加工的成形原理及工具电极设计的方法 ,建立了电极设计中的数字仿真变分模型 ,论述了电极路径的求解方法及设计过程的干涉计算问题 。

基于UG电极设计的方法与技巧

1．电极设计原则 （1）电极的介绍电火花机放电加工时须用电极，电极主要用于模具的型腔加工，其材料主要是紫铜和石墨，一个完整的电极应该由产品形状、打表分中位、火花位和避空直身位四部分组成。用电极对模具加工属于放电加工，模具的硬度对放电加工是没有影响的。

基于UG的手机外壳型芯的电极设计与加工

以手机外壳型芯为例,基于UG软件用电极设计模块与建模模块相结合的方法进行了主要电极的设计,并完成主体电极的EDM工程图,采用优化的数控加工工艺对模具零件进行数控编程加工。实验结果表明该零件的加工质量达到了预期的要求,为模具型芯的电极设计和加工提供了设计思路和方法。

电极设计虚拟干涉检查

介绍了电极设计系统功能模块的设计。根据电极设计中的基本原理和特殊要求,利用几何干涉的基本关系,提出了一种新的电极干涉检查原理,使其对电极设计中工具电极和工件之间特殊的接触状态能作出精确判断,最终达到提高电极设计精度,缩短产品制造周期的目的。

基于Cimatron E7.1的电极设计及加工

详细阐述了在cimatron E7.1的组件模式中进行电极设计及加工的基本方法,对使用cimatron进行电极设计作了概括说明,并以实例对设计和加工过程作了详细介绍。

10GH_z铌酸锂(LiNbO_3)电光调制器的电极设计(英文)

用准静态分析法分析了铌酸锂光强度调制器的电极结构参数.为了尽可能减少微波和光波之间的折射率失配,提高光强度调制器的工作带宽和降低驱动电压,电极的宽度和间隙必须具有特定的要求,特别是电极的厚度.为了实现10GHz的带宽,在无缓冲层的X-切铌酸锂光强度调制器的电极设计中,在同时考虑电极传输损耗的情况下,地电极宽度S2为1000μm、中心电极宽度S1为32μm、电极间隙G为8μm、电极厚度d可取6μm.

基于UG手柄型芯电极设计与数控加工

以型腔模具高效率、高质量电极设计与数控加工为目标,结合企业生产实际,采用UG电极设计模块与建模模块相结合的快捷方法进行电极设计,采用优化的数控加工工艺对零件进行数控加工编程,并采用自定义的后处理文件生成了相应数控系统的数控代码。实验结果表明该零件的加工质量达到了预期的加工要求。

基于UG连杆型芯电极设计与数控加工

为提高型腔模具电极设计与数控加工的效率和质量,提出了一种快捷的、优化的设计方法。以型腔模具高效率、高质量电极设计与数控加工为目标,结合企业生产实际,采用UG电极设计模块与建模模块相结合的快捷方法进行电极设计,采用优化的数控加工工艺对零件进行数控加工编程,并采用自定义的后处理文件生成了相应数控系统的数控代码。实验结果表明该零件的加工质量达到了预期的加工要求。