磁流变液材料的研究进展和应用前景

从材料的角度较为全面地综述了国内外磁流变液的研究状况, 评述了国内外对磁流变材料的主要研究热点, 内容涉及磁流变液的流变机理、性能以及磁性粒子、载液和添加剂等组成对磁流变液性能的影响, 并展望了其应用前景。

液流电池用多孔离子膜的研究进展

离子膜是液流电池的关键部件。多孔离子膜是一种颇具应用前景的液流电池隔膜,可实现特定离子的快速传导和对其他离子的高效阻隔,具有材料选择范围广、成本低等优势。对液流电池多孔离子膜的有机或无机材料选择、相转化法及其他制备方法、引入离子基团等优化措施及对性能的提升作用,以及应用研究进展进行介绍,为开发高性能、低成本、长寿命的液流电池多孔离子膜提供参考。

Fe_3O_4包覆碳纳米管软磁性纳米复合微粒的制备及性能

用水解沉淀法在碳纳米管(CNTs)外包覆Fe3O4,制备了CNTs/Fe3O4纳米复合磁性微粒,借助透射电镜、振动探针式磁强计和外加磁场黏度计对其微观形貌、静态磁性能、沉降稳定性和磁流变性能进行了研究。结果表明:Fe3O4在碳纳米管(直径约20nm)表面形成了紧密的包覆层,微粒呈一维纳米管状结构,平均管径约60nm,平均表观密度为1.8g/cm3,为传统磁流变液中所用铁粉等软磁性颗粒密度的四分之一。复合微粒的磁滞回线与Fe3O4纳米颗粒较为相似,具有较好的软磁性,其饱和磁感应强度(Bs)为0.21T,矫顽力(Hc)为7.67kA/m,用该软磁性复合微粒配制的磁流变液具有良好的沉降稳定性和磁流变特性。

介孔SiO_2/多乙烯多胺复合固态CO_2吸附剂吸附性能的研究

针对目前CO2液态吸附剂能耗大、易挥发的问题,开发了介孔SiO2/多乙烯多胺复合固态CO2吸附剂。通过使用磷酸作为造孔剂制备的SiO2介孔材料,能够实现孔径在2~6nm内连续调控。用介孔SiO2吸附液态CO2吸附剂（多乙烯多胺）,可以显著提高气液接触面积,从而极大提高吸附效率。实验研究了吸附效率随多乙烯多胺质量分数的变化规律,分析了温度对吸附效果及再生效果的影响,揭示了再生效果随再生时间的变化规律。结果表明,制备的固态吸附剂能够100%吸收混合气体中的CO2,且当多乙烯多胺占介孔SiO2的质量分数为20%、温度为60℃时,吸附剂对CO2的完全吸附效果达到最佳。

Fe3O4/聚苯乙烯中空微球磁性复合微粒的制备及其磁流变性能的研究

用共沉淀法在聚苯乙烯（PS）中空微球表面包覆Fe3O4，制备了Fe3O4/Ps中空微球磁性复合微粒，当磁性包覆层的厚度为30～50nm时，复合微粒的室温表现密度为1．5g/cm^3，为传统磁流变液（MRF）中所用铁粉等软磁性颗粒密度（约7．9g/cm^3）的1/5，更为接近MRF中载液的密度。复合颗粒的磁滞回线比较狭长，呈软磁性，其磁性能和Fe3O4纳米颗粒相差不大。与Fe3O4颗粒相比，Fe3O4/PS中空磁性复合微粒在水载液中的沉降稳定性大大提高，复合微粒含量越高，其沉降稳定性越好。在磁性微粒含量相同的条件下，基于Fe3O4/PS中空磁性复合微粒的MRF的磁流变性能明显优于基于Fe3O4纳米微粒的MRF。

采用改进有源补偿技术的中性点电压柔性控制方法

传统的有源补偿中性点电压技术是通过向中性点直接注入理论计算得到的电流来实现的,且忽略了系统的绝缘电阻,这会影响中性点电压的抑制效果,并且不能对中性点电压进行柔性控制。当电网异动时,还需要频繁测量电网参数,使得该方法不适应系统结构、参数的变化。采用先向中性点注入某一初始电流,然后利用差分法的思想,同时控制注入电流的大小和相位,最终实现中性点电压的柔性控制。该方法不仅能抑制中性点电压为零,也能控制中性点电压到任意非零的目标值,有收敛速度快、能同时调节注入电流的大小和相位、能适应系统结构和参数的变化等优点,其可行性得到了仿真验证。

基于注入法的接地相辨识

传统的接地相判别方法是在忽略电网不对称的前提下进行判别的,当发生在一定范围内的高阻接地故障时,传统判据失效。针对这一局限性,提出了一种基于注入法的新型接地相判别方法,当电网发生单相接地故障时,向电网注入某一电流,用来消除电网不对称度,使电网中性点电压仅为由故障相引起的中性点位移电压,通过分析注入电流后的中性点电压的相位角,得出中性点电压相位角随过渡电阻的变化范围,可知不同相发生接地故障时中性点电压相位角随过渡电阻的变化范围也不相同。因此,可利用注入电流后的中性点电压的相位角的变化范围来实现故障相的辨识,尤其是高阻接地相判别,其可行性得到了仿真的验证。

基于复杂网络理论含分布式发电的电网脆弱度分析

设计并改进供电效率和综合供电效率评估指标,运用复杂网络理论分析直接接入主电网的分布式电源对电网供电效率的影响。基于综合供电效率指标对含分布式发电的电网进行不同故障模式下的脆弱度评估,且对IEEE39节点系统进行仿真,比较分析不同故障模式下在分布式发电加入前后的电网脆弱度,以验证指标的有效性。定性评估分布式发电接入后对电网脆弱度的影响,对实现高效、清洁能源的大力发展和应用具有重要的理论和现实意义。

单离子固态聚合物锂离子电解质膜的研究

将锂化后的Nafion树脂与聚乙二醇二甲醚按不同比例共混涂膜,制备得到新的固态单一离子聚合物锂离子电解质膜,并对该电解质膜的热化学稳定性,机械强度,微观形貌以及电化学性能等进行了测试和分析。TGA测试表明该电解质膜在250℃以下具有较好的热稳定性;拉伸强度最大可达到4.25 MPa;当EO/Li+为20时,电解质膜的锂离子电导率可分别达到2.16×10-5 S/cm(40℃)和4.26×10-4S/cm(100℃);此外,该电解质膜的锂离子迁移数大于0.9,接近于单一锂离子导体。所制备的电解质膜有望在中高温锂电池中得到应用。

酸催化溶胶凝胶法制备细菌纤维素/SiO_2复合隔膜

在细菌纤维素水凝胶中,用酸催化正硅酸乙酯水解,原位生成纳米级Si O2粒子,压缩干燥后,得到细菌纤维素(bacterial cellulose,BC)/Si O2复合隔膜,并对该复合膜的微观形貌、热稳定性以及电化学性能等进行了测试和分析。热重分析(TGA)及热收缩测试表明该BC/Si O2复合膜在200℃以下具有较好的热稳定性(零收缩);BC/Si O2复合膜的锂离子电导率在常温下(25℃)可以达到2.10×10-4 S/cm;此外,BC/Si O2复合膜在Li/Li Fe PO4半电池中表现出很好的化学和电化学稳定性。所制备的BC/Si O2复合膜有望在锂离子电池中得到应用。

铁基氧化还原液流电池研究进展及展望

液流电池作为大规模储能技术,具有广泛的应用前景。但是目前主流液流电池由于成本过高导致商业化进程缓慢。利用液流电池技术实现大规模储能需要大量包含电化学活性物质的电解液,通常由不同价态的金属、离子化合物、溶剂及添加剂组成。由于铁元素具有储量丰富、环保无污染等优点,铁单质或铁的化合物是液流电池的正负极活性物质的理想材料,受到了研究人员的广泛关注。基于现有的研究工作,综述了不同类型的铁基混合液流电池和全液流电池的研究进展,梳理讨论了形成不同铁液流电池性能差异的影响因素如析氢、溶解度、电导率、反应动力学等,最后总结并展望了铁基液流电池的发展趋势和前景,提出需要进一步研究降低电极析氢的措施,探索经济且活性物质易回收的方案,提高电极的稳定性,并探索新的电极结构和水系液流电池体系。

细菌纤维素在电池应用中的研究进展

介绍了细菌纤维素的特点,阐述了细菌纤维素在电池应用中的进展,重点叙述了细菌纤维素在锂离子电池隔膜、燃料电池质子交换膜以及液流电池离子交换膜等方面的应用研究。尤其是细菌纤维素/无机物复合以及细菌纤维素/有机聚合物复合,以制备电池用纳米复合膜的相关研究。同时介绍了复合中应用到的工艺,包括原位复合法、溶胶凝胶法等。最后,对细菌纤维素在电池方面的研究工作进行了总结,评价了其作为电池隔膜的优缺点,并对其应用前景做了展望。

Pt/C改性的质子交换膜在燃料电池中的应用

氢氧燃料电池的性能与质子交换膜的性能密切相关.在燃料电池运行过程中,反应生成的水和加湿气体所含水的扩散渗透与膜内质子拖拽共同作用实现膜中水的平衡,影响膜的欧姆电阻,进而影响电池性能.本文通过掺杂Pt/C对质子膜进行改性,并测试了改性膜的交流阻抗、吸水特性等物理性质和单电池性能及高频阻抗,说明由膜中的Pt/C催化剂原位催化渗透到膜中的氢气和氧气反应生成水,改善了电池低湿度运行时膜的含水率,从而降低膜电阻,提升电池性能.

聚乙烯醇和聚丙烯酸钠复合纳米纤维膜吸湿材料研究

本文通过纳米纺丝法制备了一类新型聚乙烯醇(PVA)与聚丙烯酸钠(PAAS)的复合纳米纤维膜吸湿材料(NFMs),并对该类材料进行性能测试和吸附模型验证,与通过溶液蒸发法制备的普通膜(SCMs)进行性能对比。结果表明:在25℃、相对湿度为80%下,PAAS质量分数为20%的PVA-PAAS复合纳米纤维膜最大吸附量为0.3 kg/kg,相比纯PVA纳米纤维膜吸附剂提高78%。在复合纳米纤维膜中,约90%的水蒸气吸附在5 min内完成,仅需15 min就能达到最大平衡吸附量。PVA-PAAS纳米纤维膜具有较快的脱附速率,在15 min内达到最大脱附量平衡点,是PVA-PAAS普通膜达到平衡所需时间的1/200。当再生空气状态为45℃、4 MPa和50℃、6 MPa时,吸附的水蒸气量脱除比率均高于80%。由此可见,PVA-PAAS纳米纤维膜能够在低温条件下较好地实现再生,可以利用太阳能等低品位能源。10次循环后,纳米纤维膜的吸附与脱附量、吸附与脱附速率均未发生变化,具有较好的稳定性。

架空线路防鸟害新技术分析

现阶段,为满足我国各个区域人民群众日常生活与工作期间对于电能的需求,电力事业在发展过程中对于架空线路的建设也在不断增加。但由于我国鸟类的数量以及种类众多,在架空线路的修建以及后期应用过程中,经常会发生鸟害故障问题,由此产生线路短路的问题,影响了架空输电线路的日常运行情况。基于以上问题,本文接下来针对鸟害故障的发生类型,鸟害故障的发生特点进行分析,后续针对现阶段我国所广泛应用的架空线路防咬害技术进行探讨。在分析架空线路防鸟害技术时,也针对现阶段的新兴技术手段对型硅胶防鸟刺装置这一内容进行详细论述。希望在本文的探讨下,能够为我国防鸟害工作人员提供更多的思路,减少我国架空线路防鸟害故障的发生几率。

基于java实现的输电线路弧垂测量策略

线路弧垂是输电线路安全运行的重要指标,传统的弧垂测量方法在特殊地形、线路带电、台账缺失等情况下往往无法开展,计算弧垂时往往还需手工计算,计算量大,易出错。为此,文章介绍一种在档外视野范围内测量弧垂的新策略,称为“两点法”。此方法推出最大弧垂计算公式后,再运用java语言编写计算程序实现。应用该方法时只需两导线悬挂点在视野范围内,不受地形、线路运行情况及线路台账已知等条件限制,具有易操作、易实现、结果准确等优点。

石墨基液流电池复合双极板

液流电池是一种安全性高、使用寿命长、可扩展的大规模储能系统,可以协助电网调峰储能,提高能源利用率,发展前景广阔。双极板是液流电池的重要组成部分。功能上起到了分隔、串联电池、传导电流、为电堆提供结构支撑等作用。从成本构成角度看,双极板的价格占电堆成本的比重也较大。开发高性能、低成本的双极板对加快液流电池的商业化应用具有重要意义,也是目前业界的迫切需求。虽然文献上报道了许多针对液流电池双极板开发的工作,但是目前高性能、低成本的液流电池双极板产品仍无法充分满足市场需求。本文着重介绍了石墨基复合双极板的研究现状,介绍了材料选择、工艺流程对关键性能的影响,对相关工作进行了评述,并为液流电池双极板的开发提出了建议。

聚偏氟乙烯膜三维离子传输通道的构建及其在全钒液流电池中的性能研究

随着新能源技术的不断发展,大规模储能技术受到了广泛的关注.全钒液流电池因其容量和功率设计灵活、安全可靠、寿命长等优势成为发展较快的储能电池之一.离子膜作为液流电池的关键部件,对电池的能量转化效率、寿命和成本具有显著影响.本工作以高化学稳定性的聚偏氟乙烯作为膜材料,利用聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮分别作为模板和稳定剂,在聚偏氟乙烯膜内成功构建了具有较好H/V离子选择性的三维离子传输通道.电池性能测试表明,该聚偏氟乙烯(PVDF)离子膜有着出色的化学稳定性,在100m A·cm^(-2)电流密度下,具有98%以上的电流效率和83.5%的能量效率.此外,聚偏氟乙烯具有价格低的显著特点,使其在全钒液流电池中有较好的应用前景.

全钒液流电池离子导电膜

随着可再生能源技术的不断发展,全钒液流电池作为具有较大发展前景的大规模储能装置,受到了国内外的广泛关注。离子导电膜作为全钒液流电池重要的组成部件之一,对于电池的性能、使用寿命和成本有着关键性的影响。根据国内外的研究报道,本综述详细介绍了全钒液流电池离子导电膜的科研与应用进展以及所面临的技术难题,为高性能、低成本、长寿命的离子导电膜的开发,促进全钒液流电池商业化利用提供了参考依据并对未来的研究方向进行了展望。

基于3D固态负极的铁铅单液流电池研究

低成本的大规模电化学储能技术对于清洁可再生能源的高效利用具有重要意义.设计了一种3D结构的铅负极,并在此基础上构建了铁铅单液流电池.其中采用硫酸亚铁/硫酸铁和铅/硫酸铅分别作为电池的正、负极活性物质,硫酸水溶液为电解液.负极采用高导电的乙炔黑构建了具有多孔结构的导电网络,并通过加入硫酸钡或腐殖酸等添加剂显著提升了电池性能.该电极的设计可以有效避免负极枝晶、析氢和不可逆硫酸化等问题.通过对乙炔黑含量的研究发现,负极中乙炔黑含量为活性物质质量的12.5%时,电池显示出最佳性能,能显著提高电池的能量效率、活性物质利用率和倍率性能.在20 mA/cm^(2)的电流密度下,负极比容量可以达到89.3 mAh/g,电流效率与能量效率分别达到了99.3%和88.6%,且有稳定的循环性能.此外,此电池活性物质的估算成本仅为53.27$/kWh,在各种储能电池体系中具有成本优势,因此作为低成本大规模电化学储能的电池技术,铁铅单液流电池具有较好的研究前景.