大功率全钒液流电池系统效率优化分析

通过matlab/simulink仿真软件建立20 kW等级钒电池系统压损模型,发现钒电池系统压损主要取决于电堆的碳毡孔隙率、管道直径、电解液流量;通过对自制的20 kW等级钒电池系统进行性能测试,验证了系统仿真模型的可靠性;通过考察电解液流量对电堆性能影响,流量从30 L/min增加到50 L/min,钒电池能量效率从79.6%增长到82.4%,电解液输出能量从2300 Wh提升到4080 Wh,容量提高了77.4%,钒电池系统效率与泵功耗存在最佳效率点,当电解液流量为50 L/min时,钒电池系统效率达到78.7%。

球形氧化铋粉料的合成

通过加入0.05%～0.1(三聚磷酸钠表面活性剂和丙三醇助剂防止颗粒团聚和球形化,采用平稳的浆式搅拌模式在较大反应浓度下制备出粒度分布窄的球形氧化铋粉末,粒度2～5 μm. 实验发现,碳酸氧铋煅烧后,三氧化二铋的微观形貌和尺寸都无改变.

纳米氧化铋粉体的制备及对ZnO压敏电阻性能的影响

采用直流电弧等离子法可以制备出包含有a和β相,尺寸约为70 nm的纳米氧化铋粉体,收率可达30％。利用制备的纳米氧化铋粉体替代微米级材料制备氧化锌压敏陶瓷后,研究了其对器件电学性能和陶瓷微观结构的影响。实验发现:纳米氧化铋使用量为1.6％摩尔分数时其压敏电压梯度和通流值分别为185 V/mm和4 700 A/cm2,而达到相同值所需微米氧化铋用量则分别为1.9％和1.85％。可见,如采用纳米氧化铋替代微米氧化铋可以减少用量10％～20％,而达到相同的电性能。

ZnO压敏电阻界面导电特性研究

采用相同的工艺制备ZnO压敏电阻和未掺杂ZnO陶瓷片后,用扫描电镜(SEM)、电阻率计和X射线光电子能谱(XPS)对它们形貌、电阻率、界面化学计量比和电子状态进行了研究。实验发现:未掺杂ZnO晶粒粒径小于10μm且均匀性差;ZnO电阻率对烧结气氛敏感,其值在2.36～47.97Ω·cm之间,界面存在非化学计量氧锌比,O/Zn=1.29。掺杂后,ZnO压敏电阻界面价电子峰减小,证实压敏电阻陷阱态的存在,表明需用载流子陷阱态补充双肖特基势垒模型。

氧化锌压敏电阻的烧结行为

为了研究ZnO压敏电阻组成中非化学配比氧化物对ZnO压敏电阻导电性能的影响,采用在不同氧分压条件下烧结样品以研究其烧结行为。结果表明:ZnO晶粒的电导率对数与氧分压对数成线性关系;斜率为-1/4;间隙Zn原子以一价电离Zn i形式存在。由于CoO,MnO和NiO阳离子空位氧化物多偏析于晶界,晶界处氧的增加有利于降低压敏电阻漏电流,烧结时间从2h延长到8h,漏电流从5μA/cm2降到3.6μA/cm2。波谱分析表明:掺杂氧化物在晶界处都有偏析,ZnO晶粒中掺杂原子混溶比例不完全与掺杂阳离子半径相关。

微波等离子烧结ZnO/Bi_2O_3系压敏电阻研究

采用常规微波和微波等离子对比烧结ZnO／Bi2O3系压敏电阻发现：两者均可快速成瓷，烧结时间由常规的20h减少到45min；烧结后，ZnO晶粒细小（约1μm）均匀，相比而言，等离子更有利于压敏电阻烧结。45min等离子烧结后，压敏电阻瓷体密度为5．01g／cm^3，ZnO压敏电阻中已有尖晶石相（ZnrSb2O12）生成，烧结时瓷体收缩均匀，漏电流小，但稳定度差。采用“液相掺杂”可以提高压敏电阻在微波等离子烧结后的电性能稳定度，液相加入比例范围为5％～15％。

基于B/S架构的全钒液流电池远程状态监测系统

设计了一种基于B/S架构的全钒液流电池远程状态监测系统,给出了系统的总体架构、数据库结构和软件架构。系统应用于125 kW·h VRB储能模组中,结果表明:通过工业互联网,实现了储能系统设备运行数据与Web数据库的管理,具有运行数据实时远程上报、系统监测和控制功能,界面动态交互实现了对全钒液流电池储能系统的实时状态监测。

等离子法制备氮化铝粉末原料的研究

以金属铝粉和氮气为原料通过直流电弧等离子法制备氮化铝粉末,经羧酸与盐酸混酸在常温超声条件化学纯化后,X衍射分析表 明:制备出纯度高的氮化铝粉末;样品SEM照片显示:处理后AIN粉末粒度为2～5μm存有少量氮化铝晶须。

利用光电子能谱研究氧化锌压敏电阻界面电输运特性

采用X射线光电子能谱(XPS)对比分析纯氧化锌陶瓷和氧化锌压敏电阻的界面特性.结果表明,纯氧化锌陶瓷晶粒平均尺寸小于10 μm,掺杂材料有利于ZnO晶粒均匀生长.界面上O/Zn原子数量比值等于2.58,但界面势垒不到10 mV,其体电阻率在2.36～47.97Ω·cm.价电子谱发现:室温下仅纯ZnO费米能级附近有载流子分布,这表明:压敏电阻界面有陷阱态,氧化锌压敏电阻界面电输运特性需用载流子陷阱对双肖特基势垒进行补充.

涡流检测在制备19芯Fe/Cu包套MgB_2超导线中的应用

19芯Fe/Cu包套MgB2超导线制备是以单芯Fe/Cu线组装后,再经过机械拉拔工序获得。利用电磁涡流技术可检测单芯Fe/Cu线内部的缺陷。通过电子扫描电镜(SEM)分析发现,相对于未检测到缺陷的单芯线,有缺陷的单芯线组装、拉拔后获得的19芯Fe/Cu超导线内部芯线排布均匀性差,部分芯线Fe层破损严重,将影响超导线质量。涡流检测方法有利于控制多芯超导线质量。

风电对储能电池的计算和选取方法

文章以某风场1.5MW风机风能数据为例,首先通过建立数学模型和指数加权移动平均值算法,统计分析时间常数对于平滑电能的关系,获取较佳的时间常数值,然后对风电配套存储电池的电池功率与电池容量进行计算分析。最后给出最佳电池功率和容量的判据原则。

19芯Fe/Cu复合包套二硼化镁超导线制备及其超导性能研究

采用In-Situ PIT方法,以工业级低纯度B粉(92%)和镁粉(99%)为原料制备了19芯Fe/Cu复合包套MgB2超导线。断面扫描电镜观测表明,超导线内部超导芯分布排列均匀,Fe层都能完好包围MgB2芯体,Fe与Cu层结合紧密,填充因子0.17。750℃热处理1h后,样品超导转变温度Tc(onset)=33.5K,转变宽度ΔTc=4.8K。X光衍射检测发现,MgB2超导相中不存在其它Mg-B化合物杂项,但含有少量MgO和FeB2。多芯化后,超导芯中FeB2略有增加。四引线Ic测试发现,19芯样品在4.2K,4T时,临界电流密度为5622A/cm2,比单芯样品14400 A/cm2降低约2/3。

全钒液流电池堆旁路电流的计算及电堆优化

采用对电堆内流道电路仿真计算的方法,分析了5kW级全钒液流电池堆在不同充、放电电流条件下,旁路电流的分布情况和对能量效率的影响。分析结果表明:(1)较大电流充放电有利于提高电堆理论库仑效率和能量效率,在50 A、100 A和200 A电流充电时,电堆理论库仑效率分别为:90.66%、95.2%和97.49%;(2)增加电堆中间隔板结构,有利于减少旁路电流,提高电堆能量效率;(3)对电极液框优化设计可以提高电堆库仑效率。

基于Modbus TCP协议的自动喷焊系统远程监控方案及程序设计

文章基于Modbus/TCP协议,提出了采用以太网络技术远程监控方案,并以VB编程语言,设计了一款运行于Windows系统下的监控软件,通过与现有车间现场总线通讯,可实现远程对车间喷焊系统进行数据采集、处理和分析,还可对系统进行远程实时启动、停机、复位、参数调节等控制。该系统基于企业内部以太网构建,实现了工业现场数据采集、处理及通信等功能,为工业自动化领域的实时网络化通信提供了一种有效的解决方案。

基于DeviceNet总线工业机器人在末级叶片淬火应用研究

主要介绍ABB机器人自动叶片淬火系统控制原理和DeviceNet通讯协议特点,及其在汽轮机末级叶片淬火的应用技术分析,同时介绍淬火系统硬件配置。主要讨论在ABB第五代机器人控制器IRC5系统环境中,给出基于Device Net总线通讯的硬件设计和软件编制过程等关键技术问题。最后实现ABB机器人与外设之间快速、柔性配合,提高生产效率。

4×4阵列管式固体氧化物燃料电池(SOFC)堆温度场和流场初步分析

通过对实验中管式SOFC堆的数学建模仿真方法,研究实验中的百瓦级4×4管式电池堆内部的流体流动、传热和组分浓度等特性,分析电池参数对电池内部气体流速、温度和浓度分压分布计算结果和实验测试发现:流场和压力场基本均匀,温度场变化在±34.7K,而阵列电池管开路电压测试值在1.0～1.15V区间。

全钒氧化还原液流电池漏电电流影响因素的研究

文章针对全钒氧化还原液流电池中存在的漏电电流进行了分析计算。在给出漏电电流计算方法的基础上,就充放电电流、电池串联组数和进液电阻及主管电阻等在不同的条件下对漏电电流的影响进行分析。结果表明:大电流充放电,漏电电流加大,但所占能量比减小;单电池串联组数减少会明显降低漏电电流,提高能量效率;提高进液电阻尤其是主管路电阻的阻值,可以降低漏电电流,提高能量效率。

采用高速剪切反应器生产超细氧化铋工艺探讨

利用硝酸铋溶液和碳酸铵溶液为原料,采用高速剪切反应器,500℃煅烧后可以生产出高纯、超细的氧化铋粉末。该方法制备出的氧化铋平均粒度0.7μm且粒度范围分布窄,颗粒形貌为类球形,晶相为纯α相,指标达到电子压敏陶瓷要求。由于粒度细小,可以在电子压敏陶瓷球磨工艺减少球磨工艺,并具有更好的分散效果。本文对超细的氧化铋粉末形成机理也进行了探讨。

CIGS薄膜太阳能电池研究进展

薄膜太阳电池以其低成本吸引越来越多的研究者。CIGS薄膜作为光伏材料,其光电转化效率高,性能稳定,CIGS薄膜太阳能电池成为各国研究的热点之一。近来研究主要关注CIGS薄膜太阳电池大面化、薄膜效率影响因素和工艺研究。本文主要介绍CIGS薄膜电池近年来的研究进展。

高性能MgB_2长线材制备及性能表征

采用原位粉末装管工艺,分别以Mg粉(99.5%),无定形B粉(99.9%)为原料,以纳米SiC(10—30nm)作为掺杂材料制备铁基MgB2线.首先将已混合的原料在丙酮介质中球磨,真空干燥后,将粉末填入铁管内,然后通过孔型轧制、旋锻和拉拔等冷加工工艺得到11m长外径Ф1.75mm铁基MgB2超导线.用扫描电镜,电子能谱,X射线衍射仪和超导量子干涉仪测试发现,样品微观结构整齐,晶粒大小均匀,内部仅含微量MgO,TC(onset)=35.1K,ΔTC=5.3K.纳米SiC掺杂后,其中C造成MgB2晶格畸变,形成有效磁通钉扎中心,C元素在MgB2中分布均匀.标准四引线测试结果表明,11m线均分10段后,各点的Jc(4.2K,10T)均超过1.0×104A/cm2,最高值达到1.2×104A/cm2.在10—18T范围各点临界电流值分布均匀,变化率小于10%.