检索结果-内蒙古大学图书馆

Aulr@InGaN纳米组装体人工光合成C_(2+)燃料联产H_(2)O_(2)

科学通报 2024年第1期69卷 3-6页

作者：李景林周宝文上海交通大学机械与动力工程学院新能源动力研究所可再生合成燃料研究中心动力机械与工程教育部重点实验室上海200240 上海交通大学碳中和发展研究院上海200030

以太阳光为能量输入,二氧化碳(CO_(2))和水(H_(2)O)为原料,经人工光合作用合成可再生燃料和化学品,为解决能源危机和气候变化等核心挑战提供了一条有潜力的策略^([1]).与电催化、热催化和生物催化等固碳方式相比,光催化具有配置简单、... 详细信息

以太阳光为能量输入,二氧化碳(CO_(2))和水(H_(2)O)为原料,经人工光合作用合成可再生燃料和化学品,为解决能源危机和气候变化等核心挑战提供了一条有潜力的策略^([1]).与电催化、热催化和生物催化等固碳方式相比,光催化具有配置简单、成本低廉或环境友好等优点.然而,在无牺牲剂和无外加热能或者电能的条件下.

关键词：电催化人工光合作用能源危机生物催化二氧化碳光催化能量输入环境友好

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催化层高效三相界面调控助力氢燃料电池汽车快速应用

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科学通报 2025年第10期70卷 1320-1323页

作者：李慧媛沈水云上海交通大学机械与动力工程学院燃料电池研究所上海200240 上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室上海200240

进入21世纪以来,温室效应造成全球气候变暖以及灾害天气频发,引起全世界范围内对节能和储能话题的讨论.中国明确提出“双碳”目标,持续推进产业和能源结构调整,大力发展可再生能源,努力兼顾经济发展和绿色转型同步进行.氢能作为一种来... 详细信息

进入21世纪以来,温室效应造成全球气候变暖以及灾害天气频发,引起全世界范围内对节能和储能话题的讨论.中国明确提出“双碳”目标,持续推进产业和能源结构调整,大力发展可再生能源,努力兼顾经济发展和绿色转型同步进行.氢能作为一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源,其开发能够减少对化石能源的依赖,缓解能源供应压力,同时也有利于减少环境污染,实现绿色低碳发展.

关键词：可再生能源快速应用三相界面调控双碳目标

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基于谱幅融合广义健康指数的可解释装备退化评估优化模型研究进展

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机械工程学报 2024年第18期60卷 1-16页

作者：严彤彤王冬彭志科雷亚国上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240 宁夏大学机械工程学院宁夏750021 西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室西安710049

针对装备全生命周期退化评估所需的健康指数存在构建过程繁琐且未考虑退化特性、构建模型和学习权重物理难解释、退化趋势可分性和单调性不显著以及难以同步实现装备状态监测、早期故障诊断和退化评估等问题,总结近年来基于谱幅融合广... 详细信息

针对装备全生命周期退化评估所需的健康指数存在构建过程繁琐且未考虑退化特性、构建模型和学习权重物理难解释、退化趋势可分性和单调性不显著以及难以同步实现装备状态监测、早期故障诊断和退化评估等问题,总结近年来基于谱幅融合广义健康指数的可解释装备退化评估优化模型研究成果,探讨基于退化特性和故障特征稀疏性的两类典型可解释广义健康指数权重优化模型及其应用效果。该类优化模型核心思想是将谱幅(如频域幅值或包络谱域幅值)加权和定义为广义健康指数,然后基于可分性、单调性等退化特性和故障特征稀疏特性推导出相关的多种广义健康指数权重凸优化模型。与现有模型相比,所提出的基于谱幅融合广义健康指数的可解释装备性能退化评估优化模型具有以下特点:①仅需工程常用的傅里叶变换或希尔伯特变换作为原始数据预处理方法,避免使用复杂信号处理算法及其参数优化过程;②广义健康指数权重凸优化模型构造来源于退化特性和故障特征稀疏性的凸优化描述,因此权重优化模型具有可解释性和全局最优解;③优化的谱幅权重具备频域故障物理可解释性,谱幅权重可定位信息频率带并揭示故障特征频率来支撑广义健康指数退化评估合理性;④基于谱幅加权的广义健康指数可同时实现装备状态监测、故障诊断和退化评估三重目的,利于高效实施装备智能运维。最后,对基于谱幅融合广义健康指数的未来研究方向进行充分探讨。

关键词：广义健康指数谱幅融合退化特性稀疏性装备退化评估凸优化

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低铂质子交换膜燃料电池氧还原催化剂的研究进展与展望

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科学通报 2022年第19期67卷 2212-2225页

作者：赵路甜程晓静罗柳轩郑志峰沈水云章俊良上海交通大学机械与动力工程学院燃料电池研究所上海200240 上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室上海200240

Pt基催化剂是氧还原反应(oxygen reduction reaction,ORR)最有效的催化剂,然而有限的Pt资源和高Pt载量严重制约了质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells,PEMFCs)的规模化应用.开发同时具有低Pt含量、高活性的ORR催化... 详细信息

Pt基催化剂是氧还原反应(oxygen reduction reaction,ORR)最有效的催化剂,然而有限的Pt资源和高Pt载量严重制约了质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cells,PEMFCs)的规模化应用.开发同时具有低Pt含量、高活性的ORR催化剂是推动PEMFCs大规模商业化的有效途径.本文从纯Pt催化ORR的机理出发,对当前研究中具有优异性能的均匀Pt合金催化剂和核-壳结构Pt基催化剂的ORR催化机理进行了阐述,并概述了其研究进展、研究策略和制备方法.尽管目前的研究致力于对Pt基纳米颗粒的形貌、粒径、元素组成和晶面等进行精确设计和调控,并在实验室层面实现了活性和耐久性的显著提升,但是现有常用制备方法存在的问题使得其商业化生产无法取得突破进展.最后对Pt基催化剂的规模化制备提出了见解,并对其前景进行了展望.

关键词：低铂高性能氧还原反应质子交换膜燃料电池规模化制备策略

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基于MOFs材料的非贵金属氧还原电催化剂研究进展

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中国科学：技术科学 2022年第3期52卷 375-388页

作者：任子文谭泽昊向思磊陈士渠沈水云章俊良上海交通大学机械与动力工程学院燃料电池研究所上海200240 上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室上海200240

质子交换膜燃料电池(PEMFCs)因具有清洁、高效、安静、功率密度高、工作温度低、启动和功率匹配快等优点在新能源汽车领域备受青睐.由于PEMFCs阴极使用高载量的铂(Pt)基催化剂,其成本一直居高不下,大大阻碍了燃料电池汽车商业化进程.开... 详细信息

质子交换膜燃料电池(PEMFCs)因具有清洁、高效、安静、功率密度高、工作温度低、启动和功率匹配快等优点在新能源汽车领域备受青睐.由于PEMFCs阴极使用高载量的铂(Pt)基催化剂,其成本一直居高不下,大大阻碍了燃料电池汽车商业化进程.开发替代的高活性、高稳定性非贵金属催化剂被认为是终极解决方案.在众多类型的非贵金属催化剂中,碳-氮-过渡金属系列非贵金属催化剂表现出的ORR活性和寿命尤其值得关注.基于金属有机框架材料(MOFs)的非贵金属ORR电催化剂具有优异的性能而被广泛研究.本文通过介绍MOFs材料的特点与优势,综述了近年来国内外基于MOFs材料的碳-氮-过渡金属ORR电催化剂研究现状,主要包括Fe基MOFs催化剂、Co基MOFs催化剂、双金属MOFs催化剂等,并针对研究中遇到的瓶颈与挑战进行分析与展望,指出未来需要面向膜电极的活性、稳定性等进行深入研究.

关键词：燃料电池催化剂氧化金属有机框架化合物质子交换膜

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耦合粒子图像测速误差的连续伴随数据同化技术

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航空学报 2022年第5期43卷 231-242页

作者：邓志文何创新刘应征上海交通大学机械与动力工程学院动力机械与工程教育部重点实验室上海200240 上海交通大学燃气轮机研究院上海200240

提出了一种耦合粒子图像测速(PIV)实验误差的连续伴随数据同化算法,通过优化目标损失函数,增强算法在不同误差场景下的鲁棒性。为了验证该算法的有效性,先对已知PIV流场植入合成误差进行同化对比测试,继而对PIV互相关算法不同参数设置... 详细信息

提出了一种耦合粒子图像测速(PIV)实验误差的连续伴随数据同化算法,通过优化目标损失函数,增强算法在不同误差场景下的鲁棒性。为了验证该算法的有效性,先对已知PIV流场植入合成误差进行同化对比测试,继而对PIV互相关算法不同参数设置所获得的流场进行同化研究。结果表明:相比于原连续伴随数据同化,耦合PIV实验误差的同化算法能够对实验观测数据去伪存真,抗误差干扰能力明显提升,鲁棒性更强,能够对高误差场景下的流动数据进行更好地同化,准确地预测流场的真实分布规律,还原流场细节。

关键词： PIV 数据同化连续伴随算法 PIV实验误差平板绕流

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表面氢化的CrMn二元金属氧化物耦合GaN纳米线光催化乙醇脱水制乙烯

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科学通报 2025年第12期70卷 1673-1677页

作者：周宝文王舟舟上海交通大学机械与动力工程学院新能源动力研究所可再生合成燃料研究中心动力机械与工程教育部重点实验室上海200240 华中师范大学物理科学与技术学院纳米科技研究所武汉430079

乙烯(C2H4)是石油化工最重要的原料之一,广泛地用于生产高分子材料和化工产品[1].迄今为止,乙烯主要以石脑油和液化石油气为原料,通过热裂解的方法大规模生产.传统的乙烯生产路线存在原料不可再生、反应条件苛刻、能耗大、碳排放严重等... 详细信息

乙烯(C2H4)是石油化工最重要的原料之一,广泛地用于生产高分子材料和化工产品[1].迄今为止,乙烯主要以石脑油和液化石油气为原料,通过热裂解的方法大规模生产.传统的乙烯生产路线存在原料不可再生、反应条件苛刻、能耗大、碳排放严重等缺点.乙醇具有和乙烯类似的分子架构,可以通过发酵利用甘蔗、淀粉甚至木质纤维素等可再生的生物质资源大规模生产,全球年产量超过1000亿升[2,3].

关键词： CrMn二元金属氧化物表面氢化 GaN纳米线

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分散溶剂对PEMFC催化层中超薄Nafion离聚物质子传导的影响

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物理化学学报 2022年第3期38卷 23-32页

作者：韩爱娣闫晓晖陈俊任程晓静章俊良上海交通大学教育部动力与机械工程重点实验室机械与动力工程学院燃料电池研究所上海200240

质子交换膜燃料电池(PEMFC)商业化应用的瓶颈仍然是贵金属催化剂导致的成本问题。然而,目前对于催化层中纳米尺度全氟磺酸离聚物(以Nafion为代表)薄膜中质子传导的问题研究不足,无法完善三相界面的成型规律,进而指导催化层设计。在催化... 详细信息

质子交换膜燃料电池(PEMFC)商业化应用的瓶颈仍然是贵金属催化剂导致的成本问题。然而,目前对于催化层中纳米尺度全氟磺酸离聚物(以Nafion为代表)薄膜中质子传导的问题研究不足,无法完善三相界面的成型规律,进而指导催化层设计。在催化层浆料制备过程中,分散溶剂对Nafion的分散形态有直接影响,可能对催化层成型后附着在催化剂颗粒表面Nafion薄膜的微观结构有潜在影响,进而影响Nafion薄膜的质子传导能力。因此,在本文中利用分子自组装技术模拟催化层离聚物薄膜的聚集过程,于模型基底上制备厚度精确可控的纳米尺度Nafion薄膜,并通过微观测试表征技术探索并建立纳米尺度Nafion离聚物的微观结构模型,阐明分散溶剂对Nafion薄膜微观结构及质子传导的影响。研究发现Nafion薄膜在纳米尺度下的质子电导率比体相膜的质子电导率低一个数量级,使用介电常数较小的醇类溶剂可以使Nafion薄膜形成更有利于质子传导的微观结构,使Nafion薄膜的质子电导率得到提高。相关研究结果为优化PEMFC催化层结构,改善PEMFC催化层中质子传导问题提供给了依据。

关键词：质子交换膜燃料电池催化层超薄离聚物膜质子传导溶剂效应

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碳中和背景下含氢综合能源系统碳排放和经济性分析

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热能动力工程 2023年第4期38卷 111-120页

作者：胡道明李蛟杜晓东王玉璋上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 动力机械及工程教育部重点实验室上海200240 上海船舶设备研究所上海200031

为研究“碳中和”目标下含氢能利用的综合能源系统(Integrated energy system, IES)中氢气来源方式对系统运行特性的影响,针对包含可再生能源发电和制氢设备、冷热电能源转换和存储设备、碳捕集设备等多种类型能源利用设备的综合能源系... 详细信息

为研究“碳中和”目标下含氢能利用的综合能源系统(Integrated energy system, IES)中氢气来源方式对系统运行特性的影响,针对包含可再生能源发电和制氢设备、冷热电能源转换和存储设备、碳捕集设备等多种类型能源利用设备的综合能源系统,考虑多种负荷平衡约束、设备运行约束和碳中和目标约束,以系统日运行成本最低为目标函数建立数学模型,以仿真园区综合能源系统为计算案例,分析了系统供能网络供应不同来源氢气和分布式可再生能源制氢方式对系统运行经济性和碳排放量的影响。研究表明:以可再生能源制备的氢气为燃料时综合能源系统的运行成本最高,但CO_(2)排放量最低;在碳中和前提下,将当地分布式可再生能源发电量中的98%用于供电、2%用于制氢比全制氢时该系统运行成本减少26.1%、碳排放量降低19.7%,比全供电时该系统碳排放量减少5%、运行成本增加2.85%;在碳中和前提下,当可再生能源制氢效率提升10%后,系统实现最低碳排放量时可将可再生能源制氢功率占比从原来的2%提升至5%;当碳捕集设备能耗减少10%后,系统实现最低碳排放量时可将可再生能源制氢功率占比从原来的2%提升至23%。

关键词：综合能源系统碳中和可再生能源制氢碳捕集技术经济性分析

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平面液膜破碎及雾化过程的试验研究

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推进技术 2022年第11期43卷 267-275页

作者：芦翔靳朝阳葛冰臧述升上海交通大学机械与动力工程学院动力机械及工程教育部重点实验室上海200240 中国船舶及海洋工程设计研究院上海200010

为考察液膜破碎及雾化特性,通过高速相机、平面激光诱导荧光(PLIF)和相位多普勒粒子分析仪(PDPA)对平面液膜的失稳、破碎及雾化全过程进行了试验研究。结果表明,平面液膜在预膜板上的液膜形态与气液速度比(λ)直接相关。随着气液速度比... 详细信息

为考察液膜破碎及雾化特性,通过高速相机、平面激光诱导荧光(PLIF)和相位多普勒粒子分析仪(PDPA)对平面液膜的失稳、破碎及雾化全过程进行了试验研究。结果表明,平面液膜在预膜板上的液膜形态与气液速度比(λ)直接相关。随着气液速度比增大,平面液膜分别会呈现平滑表面(λ≤23)、波动表面(23<λ<70)和液膜剥离(λ≥70)三种形态。此外,平面液膜破碎过程中会形成叶瓣状、波纹状、孔状和韧带状的液带,液带形状主要取决于气流和液体速度。液膜破碎过程的破碎距离和横向不稳定波长与韦伯数、动量比以及液相雷诺数有关,液膜破碎后的雾化粒径随着气流速度的增大而减小,与液膜破碎过程的破碎距离和横向不稳定波长呈线性关系。

关键词：平面液膜破碎过程可视化研究液膜形态雾化粒径

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