直接电解海水制氢面临的挑战与解决策略

氢气具有清洁、高效、无污染等特点,是最具应用前景的新能源之一。相比其他制氢方式,电解水制氢是一种较为理想的制氢方式。由于淡水资源匮乏,直接海水电解制氢不仅可以避免对沿海地区淡水资源的消耗,还可以提升海上风电的利用率,这使其成为研究热点。然而,海水成分的复杂性大大增加了直接海水电解制氢的技术难度。文章首先总结了直接海水电解制氢所使用的析氧电极和析氢电极面临的问题,然后分别介绍了相对应的解决策略,最后对其发展前景进行了展望。

不同工艺条件下耐硫甲烷化催化剂的反应活性研究

考察了钼基耐硫甲烷化催化剂在不同反应温度下的催化活性,结果表明反应温度在560℃附近时甲烷化活性最高。在此温度下研究了空速、原料气中H2S、H2O、CO2、CH4、H2/CO等浓度对反应活性的影响,结果表明,原料气中H2S含量的增加有利于提高催化剂的甲烷化反应活性;H2O的加入促进了水煤气变换反应的进行但抑制了甲烷化反应,因此CO转化率虽没有下降但甲烷化效率却有所降低;添加CH4对甲烷化反应没有明显影响,而添加CO2则明显抑制了甲烷的生成。结合催化剂表征结果进一步对各因素的影响机理进行了分析,这为耐硫甲烷化工艺条件优化及催化剂设计提供了重要依据。

铈铝复合载体对钼基催化剂耐硫甲烷化催化性能的研究

采用共沉淀法、浸渍法和沉积沉淀法制备了CeO2-Al2O3复合载体,比较了不同复合载体浸渍钴钼后的耐硫甲烷化催化性能,并优化了复合载体中CeO2的含量。结合N2物理吸附、XRD、H2-TPR等表征手段对复合载体及其负载的钴钼催化剂进行物相和结构分析发现,在Al2O3中添加CeO2可以明显提高合成气的耐硫甲烷化活性,其中,沉积沉淀法制备的25%CeO2-Al2O3复合载体负载钴钼后具有最佳催化活性。

Mo负载量及助剂Co对耐硫甲烷化催化剂性能的影响

考察了Mo基耐硫甲烷化催化剂中Mo负载量的影响.结果表明,MoO3的最佳负载量为其单层饱和负载量,大于此负载量后催化剂表面将出现MoO3晶型和颗粒团聚现象,这导致了其甲烷化活性降低.助剂CoO的添加会抑制Mo基催化剂的甲烷化活性,主要原因是生成了钼酸钴晶相,使得甲烷化活性位减少,从而导致了甲烷化活性的降低.实验结果为耐硫甲烷化催化剂设计提供了重要依据.

Au改性TiO_2纳米粒子的制备及其光催化活性

以自制的TiO2 纳米粒子为前驱物 ,利用浸渍法制备了表面修饰Au的TiO2 纳米粒子 ,并利用TG -DTA、XRD和TEM等手段对样品进行了表征 .以光催化降解苯酚为模型反应 ,考察了焙烧温度和表面修饰Au的量对Au/TiO2 纳米粒子光催化活性的影响 .结果表明 :Au以原子簇形式沉积在TiO2 纳米粒子表面 ;在实验条件下 ,表面修饰量w(Au) =0 5 %,焙烧温度为 5 0 0℃时 ,Au/TiO2

卷绕式铅酸蓄电池板栅材料的研究

An investigation on Pb-Ca-Sn alloys has been performed in order to choose suitable grid alloys materials for spirally wound lead-acid batteries. The electrochemical performances of alloys were characterized by electrochemical corrosion experiment, SEM, EIS and Cyclic voltammetry test. The results indicate that alloys have different electrochemical performance due to the difference in components. They also have different corrosion resistance. The secondary phase formation could be avoided by adjusting the ratio of the component elements. So choosing a suitable ratio of elements is beneficial to corrosion resistance. The Pb-Ca-Sn-Bi-Cu alloy can be rolled to lead foil for use in thin grid of spirally wound lead-acid batteries with good electrochemical performance. The cycle life test showed good battery performance for this kind of batteries.

小型自呼吸式PEMFC的研制

研制了一种小型六单体串联自呼吸式质子交换膜燃料电池(PEMFC),阳极采用串联供氢,阴极采用自呼吸式供空气。在300 mA5、00 mA下长时间工作时,PEMFC的性能稳定,各单体电池的工作电压较均一。

制备高纯超细氧化铝粉体新方法

以99.99%高纯铝板为阳极原料,采用电化学方法制备氧化铝前体氢氧化铝,讨论分析了氢氧化铝的焙烧温度、保温时间对制备高纯超细氧化铝的影响,考察了不同电流密度放电对氧化铝形貌和粒度的影响。结果表明:在70 m A·cm^(-2)的较高电流密度下铝/空气电池放电过程可得到平均粒度为268 nm的氢氧化铝;制备的氢氧化铝经洗涤,在1400℃焙烧,保温3 h,可得到平均粒度为200 nm,形貌为近似球状的99.99%的超细氧化铝粉体;而低电流密度所得氧化铝颗粒团聚严重。主要原因是高电流密度使放电过程中产生的氢氧化铝晶体的介稳区宽度变窄所致。

层状过渡金属氢氧化物应用于碱性氢气析出反应（英文）

氢气因为其高质量比活性,环境友好等特点,被公认为是一种很有希望替代化石能源的可再生能源.其中,碱性条件电解水被认为是可大规模生产氢气的技术之一.但氢气析出反应在碱性条件反应速率缓慢,为提升氢气析出反应速率,因此研究者们设计和制备了大量的材料.本文归纳了有效促进碱性条件氢气析出反应速率的关键材料--层状过渡金属氢氧化物的重要研究进展.首先,基于过渡金属氢氧化物的结构,阐述了过渡金属氢氧化物与氢气析出反应活性材料间的协同催化机理.接着,以提升协同催化作用为中心,归纳了基于过渡金属氢氧化物的氢气析出反应催化剂和电极的最近研究进展,分别包含过渡金属氢氧化物和氢气析出反应活性材料的种类、结构、形貌及其相互作用.此外,本文从高活性和长寿命的催化剂和电极设计出发,归纳了最近基于过渡金属氢氧化物的催化剂和电极在水分解领域的进展.最后,本文总结和展望了电解水制氢技术的未来应用和发展中不可避免的一些问题与挑战.目前,应用于氢析出反应的过渡金属氢氧化物主要集中于镍基、钴基和铁基氢氧化物和其双金属氢氧化物,为层状水滑石结构.因为上述过渡金属氢氧化物弱的氢吸附,所以其析氢活性非常低.但是过渡金属氢氧化物对氢氧根的吸附能力强,其与析氢活性材料复合后能形成协同作用,提升氢析出反应速率.具体而言,当水吸附在析氢活性材料和过渡金属氢氧化物的界面处时,水的氢原子端吸附在析氢活性材料侧,而水的另一端--氢氧根,吸附在过渡金属氢氧化物侧,这样的吸附方式对水的分解具有很强的剪切作用,从而加快碱性氢析出反应的决速步--水分子分解,加快析氢反应速率.为深入理解协同作用和进一步提升协同作用效果,研究者对过渡金属氢氧化物和对应的复合析氢活性材料的种类、结构、形貌和含量,进行了系统深入的研究.结果显示,氢氧化镍和氢氧化钴能明显促进氢析出反应,其中,氢氧化镍更具优势.此外,过渡金属氢氧化物具有较好氧析出活性,所以合适的过渡金属氢氧化物与析氢活性材料复合后,可制备氢析出反应和氧析出反应的双功能催化剂和电极.

普鲁士蓝及其衍生物中的钴、铁对其作为锂离子电池正极时比容量的影响

普鲁士蓝及其衍生物(以下简称PBAs)凭借其简单的制备工艺、优良的倍率性能、低廉的成本等优势成为一种具有潜力的碱金属离子和碱土金属离子电池正极材料。通过合成含有钴、铁的PBAs,借助X射线粉末衍射技术(XRD)、扫描电子显微技术(SEM)和电化学技术等表征测试手段获得其晶体结构、形貌和电化学行为,研究处于不同结构中的铁和钴之间相互影响的规律。结果表明,在"M_1—N≡≡C—M_2"结构中,通过改变不同过渡金属元素M_2可对过渡金属元素M_1的电化学活性有着显著影响。

水系锌离子电池无枝晶锌金属负极研究进展

水系锌离子电池由于具有较高的能量密度、成本低廉、安全性高和环境友好等优势,因此在智能硬件、小型电动车、大规模储能等领域具有广阔的应用前景。然而,锌金属负极存在的枝晶问题导致电池循环寿命缩短,严重制约了其实际应用。通过分析锌负极的沉积/溶解过程及其可能出现锌枝晶的路径,从人工界面层构筑、基底结构设计及电解液优化三个方面综述了无枝晶锌金属负极的近期研究进展,系统阐述了其主要设计策略及作用机制。最后,对锌金属负极未来发展方向进行了展望。

多孔析氢电极及其在镁/海水电池中的应用

镁/海水电池是一种高比能量、安全、低成本的水下电源,在该电池中氢析出电极具有重要的作用。采用氢气气泡模板法在泡沫镍基底上电化学沉积得到多孔镍,然后通过化学沉积法修饰微量铂(<25μg/cm2)制备出高效的多孔氢析出电极,并将其用作镁/海水电池阴极。通过SEM、EDS、电化学等表征方法分析了阴极的微观形貌、组成及电池的放电性能和性能衰减原因。结果表明:所制备的阴极含有丰富的纳米孔道结构,具有稳定的析氢性能;采用该阴极的镁/海水电池在1 m A/cm2并持续放电240 h的条件下,质量比能量高达801 Wh/kg。

不同金属基底改性Zn负极的电化学性能研究

将经过熔炼、锻造、打磨和抛光的金属Ni、Cu、Sn、In、Ti作为Zn负极的基底,制备了水系Zn离子电池。运用XRD、SEM、原位光学显微镜和电化学表征技术,分析了不同基底上的析氢速率、Zn在不同基底上的沉积/溶解行为、电偶腐蚀程度以及循环性能。结果表明,Sn和In不仅能够抑制Zn与基底之间引起的副反应,而且具有优异的亲Zn性能,但Zn在Sn基底表面沉积的形貌受Sn晶面的影响较大,In更适宜用作Zn负极的基底。

浅谈热虹吸再沸器安装高度的合理设计

介绍热虹吸再沸器的类型、特点及设计要点,并通过项目实例详细介绍热虹吸再沸器安装高度的计算方法,分析管线产生振动的原因,给出处理措施。

羊布鲁氏杆菌病的诊断与综合防治措施

近年来,随着草原家禽价格持续上涨,以林下养羊为主的养羊业迅猛发展。在养羊业快速发展过程中,羊布鲁氏杆菌病在国内各个地区呈现出点状发生的现象,在导致养殖户承受经济损失的同时,还对社会公共卫生安全造成巨大危害,羊布鲁氏杆菌病的诊断与综合防治成为社会各界共同关注的焦点。基于此,本研究系统地分析羊布鲁氏杆菌病的临床症状、临床诊断,在此基础上提出羊布鲁氏杆菌病的综合防治措施,旨在为推动我国养羊业的发展贡献绵薄之力。

浅论包西铁路跨204省国道大桥挂篮施工技术

本文结合包西铁路陕西段跨204省国道大桥施工经验,主要从挂篮设计、加工、构造、拼装、行走和拆除等方面说明了大跨径预应力砼连续箱梁挂篮施工技术。

饲养环节中的动物卫生工作

养殖场动物卫生工作水平的高低直接关系到疾病控制、防疫消毒工作的好坏,是养殖业饲养环节中作为基础的一项工作,关系到养殖业的生产力,已成为社会各界共同关注的焦点,必须引起高度重视。结合麒麟区养殖业的实际情况,提出几点加强饲养环节中动物卫生工作的具体措施,仅供参考与借鉴。

渐变采长高突综采工作面安全回采技术

丁56-19110工作面是四矿丁九采区的高突综采工作面。为了多回收煤炭资源,但又受上下相邻的已采工作面的限制,该采面设计成不等采长工作面,中间还有一段为渐变采长。回采时采长由长到短,采面上段呈三角形的煤体应力叠加,使发生煤与瓦斯突出的危险性增加;同时风流更加不易吹散上隅角的瓦斯,致使上隅角聚集高浓度瓦斯,但又必须从上隅角抽撤综采支架,给安全生产带来了很大隐患。通过采取卸压区浅孔抽放、迎面斜交孔抽放和埋管抽放等多种瓦斯抽放方法和上封下堵等综合瓦斯治理手段,使上隅角瓦斯聚积和采面防突难题均得到有效解决,保证了安全回采。

换热器凝液控制方法的比较

介绍凝液罐长度及其与换热器相对安装高度的计算过程;阐述乙烯装置和MTO装置中换热器凝液控制的不同设置方法,对比分析各种设置时气液分离效果、仪表控制复杂程度、投资和适用场合,为同类工程设计提供参考。

耐碱隔膜在电解水制氢中的研究

碱性电解水制氢技术因成本低、环境友好、可市场化等优势受到广泛关注。在碱性电解水系统结构中,隔膜处于阴、阳两极之间,通过影响氢氧根的传质过程和欧姆内阻,进而对碱性电解水制氢系统的性能造成影响。因此,开发具有高氢氧根电导率、强耐碱性以及优异氢、氧阻隔性的隔膜材料具有重要意义。本文对碱性电解水系统中常用的多孔隔膜、溶剂化离子传导膜和阴离子交换膜三个类别隔膜展开论述。从结构性能、电化学性能等角度,总结了碱性电解水系统用膜的研究进展并分析了所面临的技术难题,为之后开发用于碱性电解水的隔膜提供了新思路。