在全球碳中和目标驱动下,钢铁工业亟需低碳冶金技术革新。本文基于热力学最小自由能原理,构建了铁氧化物碳还原与碳-氢协同还原理论模型,量化分析了还原剂消耗、能耗及碳排放极限。研究表明:氢还原吨铁需53.7 kg H_(2)及878.4 MJ热量,...在全球碳中和目标驱动下,钢铁工业亟需低碳冶金技术革新。本文基于热力学最小自由能原理,构建了铁氧化物碳还原与碳-氢协同还原理论模型,量化分析了还原剂消耗、能耗及碳排放极限。研究表明:氢还原吨铁需53.7 kg H_(2)及878.4 MJ热量,对应碳排放仅为H_(2)O,较传统碳还原碳排放强度降低97%,节能率达80.6%。碳-氢协同还原可降低20%~40%碳耗,高温(>810℃)下氢气还原效率较CO提升30%~50%,且温度每升高100℃,氢利用率增加8%~12%。碳循环与氢循环在>1000℃及C/CO_(2)摩尔比>1.5时协同作用显著,平衡转化率达99%,双循环耦合可额外减排0.3~0.5 t CO_(2)/t Fe。提出了高炉富氢冶炼工艺优化路径,综合减排潜力达30%~40%。本研究为氢冶金工业化及钢铁低碳转型提供了关键理论支撑。展开更多
为了提升锂离子电池和超级电容器性能,探索含锂型低共熔溶剂(deep eutectic solvents,DESs)与常规溶剂体系的电化学稳定性,本文通过三电极循环伏安法研究了溶剂类型、摩尔分数和截止电流密度对含锂型DESs硝酸锂:N–甲基乙酰胺(N-methyla...为了提升锂离子电池和超级电容器性能,探索含锂型低共熔溶剂(deep eutectic solvents,DESs)与常规溶剂体系的电化学稳定性,本文通过三电极循环伏安法研究了溶剂类型、摩尔分数和截止电流密度对含锂型DESs硝酸锂:N–甲基乙酰胺(N-methylacetamide,NMA)体系的影响。特别是在含锂型DESs硝酸锂:NMA+水(H2O)和+乙酸乙酯(ethyl acetate,EAC)体系中,截止电流密度±1~±5 mA/cm2时,电化学窗口数值分别改变1.177和1.980 V vs Ag/AgCl;摩尔分数在0%~90%区间变化时,电化学窗口数值分别改变2.893和2.001 V vs Ag/AgCl。结果表明,溶剂摩尔分数对阴极极限电位、阳极极限电位和电化学窗口的影响显著高于截止电流密度的影响;此外,溶剂摩尔分数、截止电流密度和溶剂类型均对本文研究的3个体系的电化学稳定性产生了显著影响。本文分析可为锂离子电池和超级电容器的设计提供重要的参考依据。展开更多
文摘在全球碳中和目标驱动下,钢铁工业亟需低碳冶金技术革新。本文基于热力学最小自由能原理,构建了铁氧化物碳还原与碳-氢协同还原理论模型,量化分析了还原剂消耗、能耗及碳排放极限。研究表明:氢还原吨铁需53.7 kg H_(2)及878.4 MJ热量,对应碳排放仅为H_(2)O,较传统碳还原碳排放强度降低97%,节能率达80.6%。碳-氢协同还原可降低20%~40%碳耗,高温(>810℃)下氢气还原效率较CO提升30%~50%,且温度每升高100℃,氢利用率增加8%~12%。碳循环与氢循环在>1000℃及C/CO_(2)摩尔比>1.5时协同作用显著,平衡转化率达99%,双循环耦合可额外减排0.3~0.5 t CO_(2)/t Fe。提出了高炉富氢冶炼工艺优化路径,综合减排潜力达30%~40%。本研究为氢冶金工业化及钢铁低碳转型提供了关键理论支撑。
文摘为了提升锂离子电池和超级电容器性能,探索含锂型低共熔溶剂(deep eutectic solvents,DESs)与常规溶剂体系的电化学稳定性,本文通过三电极循环伏安法研究了溶剂类型、摩尔分数和截止电流密度对含锂型DESs硝酸锂:N–甲基乙酰胺(N-methylacetamide,NMA)体系的影响。特别是在含锂型DESs硝酸锂:NMA+水(H2O)和+乙酸乙酯(ethyl acetate,EAC)体系中,截止电流密度±1~±5 mA/cm2时,电化学窗口数值分别改变1.177和1.980 V vs Ag/AgCl;摩尔分数在0%~90%区间变化时,电化学窗口数值分别改变2.893和2.001 V vs Ag/AgCl。结果表明,溶剂摩尔分数对阴极极限电位、阳极极限电位和电化学窗口的影响显著高于截止电流密度的影响;此外,溶剂摩尔分数、截止电流密度和溶剂类型均对本文研究的3个体系的电化学稳定性产生了显著影响。本文分析可为锂离子电池和超级电容器的设计提供重要的参考依据。
