催化湿式氧化处理头孢氨苄废水

采用催化湿式氧化处理头孢氨苄废水,考察反应温度、进水pH及Cl-含量对RCT催化剂性能的影响,并对液体样品及催化剂进行了HPLC、TOC/TN、GC-MS、N2物理吸附-脱附及XRF表征。通过正交实验,得出最佳的工艺条件为:进水pH=4.8,Cl-浓度1 500 mg·L-1,反应温度260℃;对催化剂进行300 h连续寿命考察,废水TOC及TN去除率均超过90%,催化剂稳定性高,活性组分流失较少;废水经催化湿式氧化处理,水中残留的主要有机物均可生化降解。

空气自呼吸质子交换膜燃料电池最新研究进展

空气自呼吸质子交换膜燃料电池具有系统体积小、能量密度高、能量转化效率高和清洁无污染、无需复杂的空气供给及增湿系统等优点,是极具商业前景的新一代中小功率便携式电源,其相关研究为燃料电池领域的热点研究课题。本文综述了近年来此类电池在结构、机理、组成元件、性能等方面的研究进展,认为改善阴极催化层孔隙率和疏水性等能显著加快氧气传输和水移除,提高氧气活化能力;气体扩散层的组成、结构和厚度亦影响其气体透过性和水移除效果;合适的结构设计和材料选取能调节池体温度,强化空气对流;膜电极免增湿技术的应用可以维持电池在低湿度下较高质子传导率和系统稳定性,这是空气自呼吸质子交换膜燃料电池实现商业化的重要研究方向。

水氢燃料电池控制策略

为提高水氢燃料电池的功率密度和输出功率稳定性,优化控制系统,采用单片机对甲醇重整制氢模块和燃料电池发电模块的协调控制。电堆的产水和产热与输出电流大小成正比,通过安培秒和背压压力阈值控制排气时间和排气间隔。根据电堆输出电流调节换热器散热风扇转速,通过监控电堆进出口温差调节冷却液循环泵转速,使用阴极出口气体对阴极入口气体进行加湿。测试结果表明,燃料电池功率输出稳定性显著提升,电堆温度波动趋于平稳,电堆进出口温差明显减小,燃料电池电堆阴极入口空气加湿比阳极气体入口氢气加湿效果明显提升。

燃料电池自增湿膜电极的研究进展

使用自增湿膜电极可以减去燃料电池复杂的增湿系统,并使得膜电极的水热管理变得容易和简单,对于燃料电池的大规模商业化具有重要意义。本文主要从自增湿复合膜、自增湿催化层以及自增气体扩散层等几个方面介绍了近年来自增湿膜电极的一些重要研究进展和发展趋势。首先介绍了基于掺杂和复合机构的自增湿复合膜的发展状况,指出自增湿复合膜是最直接有效的自增湿方式;其次介绍了基于物理或化学方法构筑的自增湿催化层的研究现状,认为构筑自增湿催化层能够促进阴极侧电化学反应生成的水向阳极侧的反扩散,从而提高膜电极的低湿度性能;最后综述了自增湿气体扩散层,对这类电极的发展趋势及应用前景进行了展望。

免增湿型空气自呼吸燃料电池的研究进展

空气自呼吸质子交换膜燃料电池是一种主动吸取空气的燃料电池装置,由于本身的高能量转换效率和反应产物环保的优点被广泛应用在各种移动供电系统中。但是空气自呼吸质子交换膜燃料电池正常工作需要面对一系列问题,包括防止反应气体泄漏、电化学反应生成水的管理、热量的扩散和能够长时间稳定工作以及由于反应气体的不充分湿润和质子交换膜内水分子的电渗,扩散和蒸发作用造成的质子交换膜脱水等,这些问题都会严重影响燃料电池的性能表现。因此本文围绕以上的问题介绍国内外的研究情况,包括空气自呼吸质子交换膜燃料电池各组成部件的研究和开发,例如单电池中阴极集流板的开孔样式对氧气运输和水分管理的影响,气体扩散层和双极板的材料选用;通过添加亲水物质或改良催化剂载体等方法制作免增湿膜电极来实现空气自呼吸燃料电池免增湿目的以及改良阴极部件构造使水分在亲水织物材料的毛细管作用下能够合理分布在膜电极周围。通过介绍国内外关于空气自呼吸燃料电池的应用实例,展望了空气自呼吸燃料电池的应用前景和发展趋势。最后对如何提高空气自呼吸燃料电池性能的方法也作出了简单的总结。

质子交换膜燃料电池高稳定性低铂载量膜电极的研究进展

质子交换膜燃料电池由于高能量转化率、零污染、低温启动等优点在新能源领域备受关注,但其成本和耐久性仍是本领域的挑战性课题。本文首先回顾了近年来国内外研究者在降低燃料电池成本和提高其耐久性方面取得的成就,从催化剂制备技术、膜电极结构优化、耐久性提升三个方面介绍了近年来国内外在降低膜电极铂载量、提高膜电极功率密度和耐久性方面的发展趋势,通过构筑铂基合金、核壳结构和纳米结构等催化剂能有效地降低铂载量,从而降低燃料电池成本;通过构筑多孔结构催化层或气体扩散层可以改善膜电极的微结构,从而提高电池的功率密度;通过开发新型质子交换膜、更换催化剂载体等方法可以提高膜电极的耐久性。最后,本文针对目前研究进展阐述提高膜电极稳定性仍然是目前的研究难题,并对未来的研究方向进行了展望。

催化湿式氧化处理助剂废水工程及过程模拟

助剂废水是一种高浓度难降解有机废水,以催化湿式氧化(CWAO)为主体的CWAO-UASB-AOA-接触氧化-混凝沉淀工艺能够对其进行有效降解。在CWAO工业化装置设计中,床层温升(Tg)和换热器总传热系数(K)是换热器设计的2个重要参数。采用Aspen Plus对CWAO过程进行稳态模拟,Aspen Plus对Tg模拟结果同分布式控制系统(DCS)实测结果相对误差在±2.0%以内。根据计算结果可知,K为800 W·(m^2·℃)^(-1)。结合K和Tg可以用来估算换热面积,进而指导CWAO过程系统工程的工业化设计。