Lithium slurry flow cell,a promising device for the future energy storage

Lithium slurry flow cell(LSFC)is a novel energy storage device that combines the concept of both lithium ion batteries(LIBs)and flow batteries(FBs).Although it is hoped to inherit the advantages of both LIBs and FBs,such as high energy density,ease of fabrication,environmental friendly,independent energy and power density,to name but a few.While unfortunately,it still has many challenges to overcome before it becoming the future star in energy storage area.Here in this paper,we briefly recall its history and try to illustrate the main issues that hindering its research as well as application.As a typical interdisciplinary product,LSFC is definitely a promising candidate for large scale energy storage application,while obviously it still has a long way to go.

BDD电极对苯酚降解氧化的试验研究

基于掺硼金刚石(BDD)电极的电化学高级氧化技术是解决难降解有机污染物的有效方法之一。通过热丝化学气相沉积法(Hot Filament CVD,HFCVD)结合动态掺硼工艺,在WC-Co衬底上成功合成了BDD薄膜。在此基础上,利用已制备的WC-Co/BDD电极,以苯酚为目标污染物,探究了不同电流密度、电解质浓度、pH值、苯酚初始浓度对其降解效率的影响。试验结果显示,在电流密度为0.03 A/cm^(2),电解质为1.5 g/L Na_(2)SO_(4)的条件下,无论是在酸性还是碱性环境中,对于质量浓度为1000 mg/L的苯酚溶液,3 h内COD的去除率均达到95%;对于质量浓度低于500 mg/L的苯酚溶液,其COD去除率在相同时间内均接近100%。基于WC-Co/BDD电极的电化学高级氧化技术对苯酚的矿化效果极为显著。

全钒液流电池多孔电极非均匀压缩的数值模拟

电极压缩会导致全钒液流电池的多孔电极侵入流道影响电池性能。本文建立了蛇形流道多孔电极非均匀压缩的三维稳态模型,对比研究了多孔电极非均匀压缩和多孔电极矩形压缩的内部压降、电解质流速和过电位分布的不同,发现多孔电极非均匀压缩与实际情况符合程度高。分析了不同压缩比对电极非均匀压缩多孔电极内部压降、电解质速度、反应物质浓度分布、电解质电位、过电位、局部电流密度和浓差过电位的影响。结果表明:在压缩比增大的情况下,电极非均匀压缩多孔电极内部压降和速度增大程度高于电极矩形压缩,电极非均匀压缩侵入部分与流道接触区域处过电位高于电极矩形压缩。电极非均匀压缩多孔电极内部反应物质浓度分布均匀性增大,电解质电位和过电位降低,阴极区域局部电流密度和浓差过电位上升。

电解线切割加工技术试验研究

分析了应用电解线切割加工工艺在厚不锈钢板上加工高深宽比结构的可行性。为解决加工高深宽比结构时的排屑问题,在分析该工艺特点的基础上,采用了轴向冲液的方法。在自行搭建的加工系统中,进行了不同加工参数的一系列试验,以研究加工电压、电极丝进给速度、电解液浓度和冲液速度对该工艺的影响。最后,对电解线切割加工参数进行优化,加工出了缝宽为160μm、深宽比高达30的微型花键。

聚晶金刚石复合片电火花线切割加工电极丝损耗研究

采用电火花线切割方法对聚晶金刚石复合片(PDC)进行了线切割加工实验,利用带能谱分析的扫描电子显微镜(SEM)观察了电极丝表面的显微形貌。从微观角度研究了PDC超硬材料电火花线切割加工的电极丝损耗机理,探讨了电参数和冲液条件等因素对电极丝损耗的影响。实验研究发现,采用贴附式高压喷液方式在高电压、小脉宽、大峰值电流的加工条件下,PDC切割效率为19.35mm^2/min,电极丝损耗为1.5~2μm(10~4 mm^2切割量),较常压喷液方式切割效率提高51.6%,丝损降低15.2%。

全钒液流电池关键材料的研究进展

全钒液流电池相对传统蓄电池有很多优点。综述了全钒液流电池的关键材料的研究进展,其重点包括电极材料、电解液和隔膜。

钒氧化还原液流电池研究进展Ⅱ电池材料的发展

介绍了国内外钒氧化还原液流电池的电极材料 (炭素类和金属类 )、集流板、电池隔膜材料的研究发展状况以及电解液的制备情况。石墨作电池正极易腐蚀 ,DSA电极可用于钒电池 ,但成本较高 ;石墨毡是一种稳定的电极材料 ,质量轻、成本低 ,对其进行各种处理可提高电池性能。集流板和电池隔膜材料都制约着钒电池的发展 ,详细介绍了它们的发展情况。

两种电极作用下微细通道内的R141b流动沸腾传热

为研究电场作用下微细通道内流动沸腾传热特性,设计了两种电极布置方式将电场引入到微细通道中,选取制冷剂R141b作为工质,在设计系统压力140 kPa,工质入口温度305.65 K工况下,研究了电场对微细通道内制冷剂R141b流动沸腾传热的影响.结果表明:电场能够强化微细通道传热,针状电极作用下沸腾曲线明显左移,与针状电极不同,线状电极除0、250 V沸腾曲线基本重合外,其余沸腾曲线均明显左移,说明线状电极起强化作用的有效电压高于针状电极;饱和沸腾传热系数随热流密度的增大先增大后减小,随质量流密度的增大而增大,相对于无电场,在250、550、850 V的3种针状电极作用下饱和沸腾传热系数分别提高了39%、62%、77%,线状电极作用下提高了0%,50%,82%;低电压时,针状电极的强化传热因子大于线状电极的强化传热因子,高电压时则相反,在本实验工况下,针状电极下的强化传热因子最大为1.77,线状电极下的强化传热因子最大为1.82.

全钒液流电池技术研究进展

钒氧化还原液流电池是一种安全、环保、稳定、寿命长的电化学储能设备,对绿电储能和双碳政策实施具有重要意义。本文首先介绍了钒液流电池结构与特点;然后详细综述了钒电池的应用情况以及钒电池中钒电解液、电极和隔膜的研究进展情况;随后对钒资源、全钒液流电池国家相关政策进行了简述,并对当前钒液流电池市场规模根据现有数据进行了估算。最后,总结钒电池技术与产业发展现状,并展望了未来重点研究方向。

Q235碳钢在静止和流动条件下的腐蚀不均匀性研究

目的研究Q235碳钢在静止和流动条件下腐蚀程度和主要腐蚀区域的差异。方法使用丝束电极(WBE)技术和电化学阻抗谱(EIS)技术分别研究了WBE在静止和流动条件下的电流密度分布、电荷转移电阻以及腐蚀形貌的变化和差异,同时分析了电极的极性转换现象。结果流动条件下Q235碳钢的电荷转移电阻明显降低。在静止条件下,Q235碳钢表面阳极电流区域所占的最大比例为47%,且阳极电流峰集中出现在WBE的中间区域,而四周边缘处的阳极电流峰较少。在流动条件下,Q235碳钢表面的阳极电流区域所占的最大比例为58%,阳极电流峰随机分布在整个WBE表面,且电流分布区间明显变窄。浸泡在静止条件下的58~#电极和流动条件下的39~#电极发生了多次极性转换现象。结论 Q235碳钢在静止和流动条件下均发生了明显的不均匀腐蚀现象。流动条件加剧了Q235碳钢的腐蚀且降低了腐蚀不均匀性。静止条件下Q235碳钢的腐蚀区域集中在中间区域,流动条件下Q235碳钢的腐蚀区域随机分布在整个碳钢表面。静止和流动条件下的钢电极均发生了电流的极性转换现象。

铈锌液流电池的研究进展

铈锌氧化还原液流电池与其它液流电池相比,具有电压高、原材料资源丰富和价格便宜等优点,在储能方面具有很大的应用发展潜力。本文总结了铈锌液流电池的研究进展,特别是对电解液的发展进行了重点总结,并指出了今后铈锌液流电池研究的发展方向。

多次电火花线切割电极丝温度场与切缝流场分析

针对目前高速多次电火花线切割电极丝形位变化异常问题;通过建立多次电火花线切割电极丝的表面平均热流密度模型,对脉冲宽度、峰值电流和电极丝热流密度关系进行了分析,提出多次电火花线切割应采用窄脉冲宽度高峰值电流观点;在此基础上,通过建立多次电火花线切割切缝三维模型,对电极丝温度场和切缝流场进行了数值模拟分析。结果表明,工作液切缝入口压力对电极丝横截面温度分布有显著影响;工作液在冲进切缝时速度衰减很快。研究结果对稳定多次电火花线切割电极丝形位具有一定指导意义。

低Reynolds数净化器除尘效率的计算流体动力学仿真与优化

为研究低浓度下等离子体空气净化器内粒子流动特性以及粒子的捕获过程,建立了静电场、气体流场和粒子运动场耦合的气固两相流Eulerian-Lagrangian混合湍流模型。运用有限差分法计算了多场耦合作用下不同空气流速、施加电压和粒子粒径对粒子运动轨迹的影响。将数值预测与试验结果进行了对比验证,较符合:不同流速(0.5、1.0、2.0 m/s)下的最大偏差为8.9%;不同线电压(6.8、7.2、7.6 kV)下的最大偏差是3.8%;不同粒径(2、5、10μm)下的最大偏差是6.8%,研究论证了该模型能较好地模拟除尘过程,在指导小型家用净化设备的设计和优化过程中有一定的应用前景。

无膜单液全沉积型铅酸液流电池研究进展

无膜单液全沉积型铅酸液流电池是以甲基磺酸中二价铅离子的电化学沉积/溶解反应为充放电基础的新型储能装置.归纳了全沉积型铅酸液流电池的反应机理和特点,介绍了电解液组成、添加剂选择、电极材料性能等对正负极二氧化铅和铅的电化学沉积/溶解过程和电池充放电性能影响的研究进展情况.

PCD复合片电火花线切割加工丝损分析与研究

采用电火花线切割方法对聚晶金刚石复合片进行了线切割加工实验,利用带能谱分析的扫描电子显微镜((SEM)观察了电极丝表面的显微形貌,进行了元素成分分析。从微观角度研究了PDC超硬材料电火花线切割加工的电极丝损耗机理,探讨了极间脉冲放电、工作液有效进入量、电蚀粒子容积浓度以及电极丝镀覆等因素对丝损的影响。提出采用贴附式高压喷液系统可有效提高切割效率、降低丝损。试验结果表明,该喷液系统能够有效改善极间放电条件,可使切割效率提高51.6%,丝损降低15.2%,为PCD复合片的高效、稳定、低损切割提供了有益参考。

银丝汞膜电极——流通池在伏安法中的应用——蓄电池厂废水中铅的测定

本文提出的银丝汞膜电极一三电极流动电解池,应用于蓄电池厂废水中微量铅的伏安法测定。在ASD—1型电化学分析仪上,—1200mv.vs,银电极,静止富集5秒,以100mvs^(-1)电位扫速阳极化扫描至0mv,记录导数波,测定微量铅,峰电位在—630mv。废水在采样时以硝酸酸化(PH≈1.5),不另加其它支持电解质,通N_2除氧后测定。测定两个废水样,变异系数分别为1.9%(n=5)和2.2%(n=7);加标回收率为99～103%;最低检出限优于10ng/ml铅。本流通池可用于连续分析水样中微量重金属元素。

全钒液流电池研究进展

介绍了全钒液流电池的原理和特点,综述了国内外研究发展现状和研究热点,展望了发展前景。

基于流动注射的高速医用电解质分析模块研制

面向全自动生化分析仪的电解质测试需求,结合流动注射分析法(FIA)与离子选择电极法(ISE),在理论上对动态的电解质分析方法进行分析讨论,为电解质模块的研发提供了理论基础。利用嵌入式技术实现模块的研制,并进行电解质测量实验,对模块的准确度、精密度、线性、稳定性、交叉污染率等5个方面进行评价,实验结果显示,K+、Na+、Cl-相对偏差和交叉污染率均在1%之下,变异性系数分别为0.40%、0.22%、0.66%,线性误差分别为-1.10%、-0.68%、-0.46%,稳定性分别为1.11%、0.76%、1.39%。临床实验结果表明,该电解质模块可以满足临床应用的要求。与传统电解质分析仪相比,该电解质模块可与全自动生化分析仪联用,测试速度高达150样品/h,在高速电解质分析领域具有一定的应用前景。

大规模高效液流电池储能技术的基础研究

该研究在前期工作基础之上,继续对大规模高效液流电池反应机理、材料的构效关系、材料的组分设计与制备方法、发电、储电、电能变换、用电多体系的系统耦合和综合能量管理控制策略等基础科学理论展开研究,取系列重要研究成果:在膜材料研究方面,突破了传统的"离子交换传递"机理的束缚,完善了原创性的"离子筛分传导"概念,设计合成出不含离子交换膜基团、孔径可控的多孔离子传导膜。突破性的解决多孔离子传导膜选择性与导电性的矛盾。创制出高性能、高稳定性、低成本的非氟多孔离子传导膜,经10000多次充放电循环考核,电池性能无明显衰减,验证了"离子筛分传导"概念的正确性。从根本上解决了非氟离子交换膜稳定性差的难题。电池结构设计方面,过研究电堆内部极化特性,明确了影响电池性能的关键因素。通过材料创新和结构设计创新,开发出高功率密度电堆。开发出的2kW电堆的工作电流密度由原来的80mA/cm^2提高到160mA/cm^2。大幅度降低了液流电池的制造成本。提出了大规模液流电池储能系统模块化设计理念,开发出不同规模等级的液流电池单体电堆和储能系统单元模块,发明了单元储能系统组合、多系统耦合技术;漏电电流与系统功耗调控技术;储能系统运行状态监控、预测诊断与自修复管理控制策略,提高了液流电池储能系统的能量效率、运行稳定性和安全可靠性。该技术成功应用于全球最大规模的5MW/10MW·h液流电池商业化应用系统。

液流电池电解质的溶液化学研究最终报告

针对高稳定性、高活性全钒液流电池电解液以及高能量密度单液流电池沉积型电对及固体电极电化学性能与电解质溶液之间构效关系、高稳定性浓电解质溶液化学理论及作用机制等关键科学问题,以具备较大应用潜力的全钒双液流以及锌/镍、全铅单液流电池体系电解质的溶液化学为研究重点,通过电化学测试与材料物性表征相结合,深入研究了电解质溶液对全钒双液流以及碱性沉积型锌负极和电池性能的影响,阐明了电解液流速、锌沉积面容量和电流密度的关联;考察了不同种类的无机、有机添加剂以及添加剂中的官能团对电解液的热稳定性以及电化学活性的影响,深入研究了电解液溶液及添加剂对固体氧化镍正极活性和稳定性的影响,探讨了电解液添加剂与锌负极和氧化镍正极的相容性;研究了全铅单液流电池电解质溶液的物化性质,探明电解液组成对电极性能的影响规律;研究了电解液添加剂对全铅单液流电池电极性能的影响及其作用机制;考察了支持电解质对电解液的热力学稳定性、电化学活性以及循环稳定性等的影响,优化了电解液的组成,提高了电池充放电的能量效率和循环稳定性。重要的创新点包括以下方面:(1)确定了对于全钒液流电池电解液的热稳定性和电化学性能具有积极作用的添加剂结构和支持电解质组成;(2)阐明全铅单液流电池电解液中铅活性离子对电极性能的影响规律,优化了铅离子浓度;(3)提出电解液中添加电解PbO_2,降低沉积型PbO_2电极极化,抑制铅累积和枝晶的新方法,获得了高活性、高沉积均匀性Pb负极和PbO_2正极。