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Ni_(2)P/N-rGO复合材料的制备及其析氧性能 被引量：1
1
作者 徐海升 任哲辰 +1 位作者 薛媚月 武攀峰 《石油学报(石油加工)》 北大核心 2025年第1期81-88,共8页
以改进Hummers法制备氧化石墨烯(GO),以尿素为氮源采用水热法制备氮掺杂还原氧化石墨烯(N-rGO)载体,以NiCl _(2)·6H_(2)O为镍源、红磷为磷源通过溶剂热法制备Ni_(2)P/N-rGO-x(x为1、2、3,分别代表3种不同磷/镍摩尔比2/1、4/1和8/1... 以改进Hummers法制备氧化石墨烯(GO),以尿素为氮源采用水热法制备氮掺杂还原氧化石墨烯(N-rGO)载体,以NiCl _(2)·6H_(2)O为镍源、红磷为磷源通过溶剂热法制备Ni_(2)P/N-rGO-x(x为1、2、3,分别代表3种不同磷/镍摩尔比2/1、4/1和8/1)系列催化剂。结果表明,当磷/镍摩尔比为4/1时,Ni_(2)P/N-rGO-2催化剂在碱性溶液中的电流密度达到10 mA/cm^(2),所需过电位较低为292 mV,塔菲尔斜率较小为82.67 mV/dec,表明其具备良好的析氧反应(OER)性能,且具有良好的OER稳定性及耐久性。 展开更多
关键词 石墨烯 尿素 磷化镍 析氧反应 过电位
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正仲氢催化转化机理研究综述
2
作者 花亦怀 李秋英 +5 位作者 程昊 白昊川 张涵玮 刘文睿 王凯 邱利民 《制冷学报》 北大核心 2025年第5期12-23,共12页
氢液化流程中正仲氢转化过程对于液氢的长时间储存与远距离运输具有极其重要的意义。概述了正仲氢的性质差异,综述了正仲氢催化转化过程的物理机制和反应动力学模型的研究进展,对常用催化剂进行了总结和性能对比。最后综述了正仲氢转化... 氢液化流程中正仲氢转化过程对于液氢的长时间储存与远距离运输具有极其重要的意义。概述了正仲氢的性质差异,综述了正仲氢催化转化过程的物理机制和反应动力学模型的研究进展,对常用催化剂进行了总结和性能对比。最后综述了正仲氢转化的3种主流方案,并对比了各方案的优缺点。物理机制和反应动力学分别从微观和宏观角度对正仲氢转化进行了研究,但由于催化剂表面的实验数据相对匮乏,学者对此尚未形成统一的论述和解释,迫切需要进行定量验证。在正仲氢转化的催化剂选择上,虽然镍基催化剂的催化效率更高,但综合考虑催化剂的制备、活化、失活以及氢液化器的工作特点,铁的氢氧化物及氧化物催化剂是主流的催化剂选择方案。此外,3种主流的正仲氢转化方案中采用连续转化过程的氢液化流程比能耗最低,是未来氢液化流程的发展方向,国内对此研究尚处于起步阶段,存在较大的发展空间。研究可为正仲氢催化转化实验台的设计和搭建等提供理论指导。 展开更多
关键词 正仲氢 催化转化 机理研究 反应动力学 催化剂
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Ni_(2)P/ppy/rGO复合材料的制备及析氧性能
3
作者 徐海升 刘佳欣 +2 位作者 薛媚月 丁丽芹 李善建 《高校化学工程学报》 北大核心 2025年第1期149-156,共8页
为了设计和开发一种经济高效的析氧反应(OER)催化剂,采用化学氧化法和水热法等方法,使用聚吡咯(ppy)对还原氧化石墨烯(rGO)进行功能化改性,再结合磷化镍(Ni_(2)P),制备Ni_(2)P/ppy/rGO催化剂。运用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)... 为了设计和开发一种经济高效的析氧反应(OER)催化剂,采用化学氧化法和水热法等方法,使用聚吡咯(ppy)对还原氧化石墨烯(rGO)进行功能化改性,再结合磷化镍(Ni_(2)P),制备Ni_(2)P/ppy/rGO催化剂。运用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)对材料进行结构和形貌表征,再通过电化学测试研究了催化剂的析氧反应性能。结果表明,Ni_(2)P/ppy/rGO具有良好的电催化性能,在电流密度为10 mA·cm^(-2)时,需要的过电势(258 mV)较小,表现出比ppy/rGO(319 mV)、Ni_(2)P/ppy(323 mV)更好的电催化析氧性能。Ni_(2)P/ppy/rGO催化剂相应的塔菲尔斜率(74.0 mV·dec^(-1))也较小,表明其在析氧反应中具有较好的催化动力学性能。 展开更多
关键词 石墨烯 聚吡咯 磷化镍 析氧反应 阻抗
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DES改性废弃生物质对苯酚的吸附应用研究
4
作者 李倩 蒋德星 +1 位作者 张宇 黄青 《湖北第二师范学院学报》 2025年第8期9-13,37,共6页
用氯化胆碱/尿素低共熔溶剂改性茶叶渣,研究其对苯酚废水的吸附性能,探讨了不同苯酚初始浓度、不同吸附剂用量、不同pH对吸附过程的影响,并利用等温吸附模型对吸附机理进行分析。结果表明,吸附的最好条件为苯酚初始浓度20 mg L^(-1),吸... 用氯化胆碱/尿素低共熔溶剂改性茶叶渣,研究其对苯酚废水的吸附性能,探讨了不同苯酚初始浓度、不同吸附剂用量、不同pH对吸附过程的影响,并利用等温吸附模型对吸附机理进行分析。结果表明,吸附的最好条件为苯酚初始浓度20 mg L^(-1),吸附剂用量为4 g L^(-1),pH=6,吸附率可达90%以上。茶叶渣吸附过程符合Freundlich等温模型,表明该过程是在非均相表面发生的多层吸附。 展开更多
关键词 氯化胆碱/尿素低共熔溶剂 茶叶渣 苯酚 等温吸附
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绿氢站建设探讨
5
作者 汪玲玲 汪宜文 周春 《煤气与热力》 2025年第9期49-53,共5页
介绍绿氢、绿电的概念,说明绿电与绿氢一体化耦合的必要性和方案。通过比较绿氢制取的技术路线,从工艺流程、设备配置、总图等方面,介绍采用碱水电解制氢技术绿氢站的建设内容和注意事项。
关键词 绿氢 绿电 耦合 碱水电解制氢 绿氢站
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面向副产氢的金属氢化物分离法净化氢技术的经济性分析
6
作者 吴震 肖浩哲 +1 位作者 刘洪皓 王劭璁 《西华大学学报(自然科学版)》 2025年第1期121-129,共9页
在当前“双碳”目标实施的重要阶段,氢能的重要性不断提升。在当前廉价工业副产氢存量大,市场对高纯氢气需求日益增大的背景下,基于工业副产氢纯化制取高纯氢气(氢气纯度大于99.999%)总体正处于中试示范阶段,而制氢成本是其在高纯氢制... 在当前“双碳”目标实施的重要阶段,氢能的重要性不断提升。在当前廉价工业副产氢存量大,市场对高纯氢气需求日益增大的背景下,基于工业副产氢纯化制取高纯氢气(氢气纯度大于99.999%)总体正处于中试示范阶段,而制氢成本是其在高纯氢制取市场形成竞争力的关键。文章建立金属氢化物分离法净化氢技术的平准化氢气制取成本(LCOHP)模型,对处理量为2000 Nm3/h规模的工业副产氢纯化制氢系统进行经济性分析,并对影响LCOHP值的主要因素进行讨论,结果表明,金属氢化物纯化制氢系统LCOHP值为1.013元/标方,其中工业副产氢原料气成本占比最高(78.45%)。此外,系统氢气回收率、工业副产氢价格、储氢材料再生费用对LCOHP值影响显著。氢气回收率每上升5%,LCOHP值下降0.012~0.042元/标方,降幅1.18%~4.15%;工业副产氢价格每上升0.05元/标方,LCOHP值上升0.101元/标方,升幅9.97%;储氢材料再生费用每降低10%,LCOHP值下降0.033元/标方,降幅约为3.26%。 展开更多
关键词 金属氢化物 纯化制氢 平准化氢气制取成本模型 经济性分析
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“西氢东送”实现路径的技术探索
7
作者 许辰雨 高娜娜 +1 位作者 包家倩 邢承治 《北京工业职业技术学院学报》 2025年第2期32-36,共5页
中国氢能地域性分布失衡,西部地区可再生资源丰富,绿氢潜力巨大,但下游氢能消纳集中在东部地区,供需错位矛盾突出,“西氢东送”是破局性战略。通过介绍“西氢东送”的8种实现路径,从技术特点、研发进展、标准体系及应用场景上进行了技... 中国氢能地域性分布失衡,西部地区可再生资源丰富,绿氢潜力巨大,但下游氢能消纳集中在东部地区,供需错位矛盾突出,“西氢东送”是破局性战略。通过介绍“西氢东送”的8种实现路径,从技术特点、研发进展、标准体系及应用场景上进行了技术可行性分析,从风险辨识及应对措施上展开了安全可行性分析,以具体应用场景对8种实现路径进行了经济可行性分析,得出了技术可行、安全可控、经济占优的结论。 展开更多
关键词 西氢东送 技术可行性 安全可行性 经济可行性
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非晶态FeOOH修饰的CoFeAl层状双氢氧化物异质结构的制备和对碱性溶液的全解水性能 被引量：1
8
作者 邓小龙 王山山 +2 位作者 戴鑫鑫 刘义 黄金昭 《材料研究学报》 北大核心 2025年第1期71-80,共10页
用两步法制备分层互联多孔的非晶态FeOOH修饰CoFeAl层状双氢氧化物(CoFeAl LDH)异质结构并用作碱性电解水的催化剂,研究这种催化剂的全解水性能。结果表明,在1 mol/L的KOH溶液中电流密度为100 mA·cm^(-2)的条件下,CoFeAl-FeOOH-6析... 用两步法制备分层互联多孔的非晶态FeOOH修饰CoFeAl层状双氢氧化物(CoFeAl LDH)异质结构并用作碱性电解水的催化剂,研究这种催化剂的全解水性能。结果表明,在1 mol/L的KOH溶液中电流密度为100 mA·cm^(-2)的条件下,CoFeAl-FeOOH-6析氧(OER)和析氢(HER)的过电位分别为298 mV和193 mV,且其塔菲尔斜率都很小(OER为50.0 mV·dec^(-1),HER为95.6 mV·dec^(-1))。CoFeAl-FeOOH-6作为双电极电解水的阳极和阴极,在电流密度达到10 mA·cm^(-2)时全解水的电势为1.60 V且其稳定性较高。FeOOH修饰CoFeAl LDH使其电催化性能提高的原因,是分层互联的纳米片结构、多孔的异质结构以及相互间的协同效应。 展开更多
关键词 无机非金属材料 电催化剂 非晶态FeOOH修饰 析氧 析氢
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绿氢制备成本趋势分析 被引量：3
9
作者 罗宇洁 李楠 《中外能源》 2025年第2期30-37,共8页
绿氢被认为是实现碳中和与可持续发展的重要能源之一,而绿氢成本是关系到绿氢能否大规模应用的关键因素。电解水制氢的成本主要来自电力成本和电解槽的设备折旧。通过卷积神经网络(CNN)和长短期记忆神经网络(LSTM)结合建模,对2030年电... 绿氢被认为是实现碳中和与可持续发展的重要能源之一,而绿氢成本是关系到绿氢能否大规模应用的关键因素。电解水制氢的成本主要来自电力成本和电解槽的设备折旧。通过卷积神经网络(CNN)和长短期记忆神经网络(LSTM)结合建模,对2030年电网绿电、光伏发电和风电电价进行预测,考虑电解槽的成本及适用性、电解水副产氧气带来的收入,分别计算2030年电网绿电使用碱性电解槽(ALK)连续制备绿氢、光伏发电使用质子交换膜电解槽(PEM)间歇制氢以及风力发电使用PEM电解槽间歇制氢三种路径的制氢成本,研究绿氢制备成本的发展趋势。研究结果表明,电价是电解水制氢的最大影响因素,电解槽成本对电解水制氢的影响相对较小;2030年电网绿电制氢成本最低,中短期内电网绿电制氢依然具备成本优势;中短期内ALK电解槽的成本远低于PEM电解槽,但随着技术创新和氢能产业的快速发展,以及可再生能源电价的持续下降,预计未来PEM电解槽的制氢成本将低于ALK电解槽。降低成本的潜力主要体现在减小电力成本,借助科技进步延长电解槽的使用寿命、降低电解槽的初始投资。 展开更多
关键词 绿氢 制氢成本 电价 电网绿电 碱性电解槽 质子交换膜电解槽
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基于不同气化剂的生物质气化制氢工艺模拟
10
作者 杨世关 赵佳乐 +4 位作者 张传昊 胡斌 刘吉 张镇西 陆强 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第9期50-60,共11页
气化剂种类显著影响生物质气化过程中H_(2)产率。为系统比较不同气化剂的制氢效果,通过Aspen Plus软件建立了玉米秸秆气化制氢的流程模拟模型,使用不同的气化剂(空气、氧气、空气–水蒸气、氧气–水蒸气)模拟了玉米秸秆气化制氢工艺,系... 气化剂种类显著影响生物质气化过程中H_(2)产率。为系统比较不同气化剂的制氢效果,通过Aspen Plus软件建立了玉米秸秆气化制氢的流程模拟模型,使用不同的气化剂(空气、氧气、空气–水蒸气、氧气–水蒸气)模拟了玉米秸秆气化制氢工艺,系统分析了温度、当量比、水料比等相关参数对H_(2)产量的影响,并进一步对不同气化方案进行了经济性评估。结果表明:与单一使用空气或氧气作为气化剂相比,加入水蒸气的联合气化对于H_(2)生成均有促进作用。在所有气化剂条件下,随着气化温度升高,H_(2)体积分数均增加,在900℃下保持稳定,温度增加使CO_(2)和CH_(4)体积分数持续下降,LHV和H_(2)产率持续增加。随着当量比的增加(0.25~0.34),H_(2)与CO物质的量比整体增加,H_(2)体积分数和LHV呈现下降趋势,氧气–水蒸气条件下H_(2)体积分数下降趋势最为明显。随着水料比增加(0~0.8),H_(2)和CO_(2)体积分数增加,LHV显著增加,CO和CH_(4)含量降低,氧气–水蒸气联合气化条件下H_(2)体积分数整体高于空气–水蒸气联合气化条件下。整体上,相同条件下氧气–水蒸气联合气化制氢效果最佳,在气化温度900℃、当量比为0.28、水料比为0.6时,H_(2)体积分数和产率分别可达56%和126 g/kg。经济性分析表明,尽管氧气–水蒸气气化在制氢效果上占优,但其设备与氧气制备成本较高;相比之下,空气–水蒸气气化因运行成本较低而更具经济性优势,其平准化制氢成本可低至11.7元/kg,显示出良好的工业应用潜力。 展开更多
关键词 生物质 制氢 气化剂 水料比 当量比 经济.性分析
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TiO_(2)纳米管改性方法研究进展 被引量：1
11
作者 朴锐 刘贺津 +1 位作者 乔鹏 王雪芹 《当代化工》 2025年第1期149-153,共5页
TiO_(2)具有化学性质稳定、无毒、比表面积大、结构可控等优点,在太阳能电池、生物传感器、光催化制氢等领域具有广阔的应用前景。然而,TiO_(2)的高带隙(3.2 eV)限制其只能吸收紫外光,且电子-空穴对复合速率较快,导致TiO_(2)表现出较低... TiO_(2)具有化学性质稳定、无毒、比表面积大、结构可控等优点,在太阳能电池、生物传感器、光催化制氢等领域具有广阔的应用前景。然而,TiO_(2)的高带隙(3.2 eV)限制其只能吸收紫外光,且电子-空穴对复合速率较快,导致TiO_(2)表现出较低的光催化活性。通过结构调控及负载改性等可以优化TiO_(2)纳米材料的光催化反应活性,以TiO_(2)纳米管结构为例,综述了不同改性方法,如浸渍法、电化学沉积法、光化学沉积法等对TiO_(2)纳米管结构及性能的影响,并对其未来的研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 TiO_(2)纳米管 光催化 改性方法 制氢
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CoP-TiO_(2)的制备及其光催化氨硼烷水解制氢性能
12
作者 许立信 康梦奇 +3 位作者 周洋 谢婧 郝思雨 万超 《精细化工》 北大核心 2025年第9期2014-2021,共8页
Co(NO_(3))_(2)·6H_(2)O与钛酸四丁酯通过混合焙烧法得到了产物Co-TiO_(2),然后其与NaH_(2)PO_(2)按不同质量比混合研磨焙烧,制备了一系列过渡金属磷化物催化剂(CoP-TiO_(2))。采用SEM、TEM、XRD、XPS和UV-Vis DRS对催化剂的微观... Co(NO_(3))_(2)·6H_(2)O与钛酸四丁酯通过混合焙烧法得到了产物Co-TiO_(2),然后其与NaH_(2)PO_(2)按不同质量比混合研磨焙烧,制备了一系列过渡金属磷化物催化剂(CoP-TiO_(2))。采用SEM、TEM、XRD、XPS和UV-Vis DRS对催化剂的微观形貌和结构组成进行了表征。将CoP-TiO_(2)用于催化氨硼烷(AB)水解制氢,通过控制变量法,考察了m(NaH_(2)PO_(2))∶m(Co-TiO_(2))、有无可见光照、反应温度、AB浓度对CoP-TiO_(2)催化AB水解制氢性能的影响,并测试了催化剂在最佳反应条件下的循环稳定性。结果表明,由m(NaH_(2)PO_(2))∶m(Co-TiO_(2))=2∶1制备的催化剂2CoP-TiO_(2)表现出最佳的催化性能,在可见光照射、反应温度为298 K的条件下,20 mg 2CoP-TiO_(2)催化60 mL浓度为0.5 mol/L AB水溶液水解制氢,转化频率最高,为38.7 min^(-1),反应的活化能为46.4 kJ/mol。2CoP-TiO_(2)具有良好的循环稳定性,经过5次循环测试后,其催化AB水解制氢的反应时间没有明显增加。磷的引入降低了带隙能量,从Co-TiO_(2)的2.70 eV降至2CoP-TiO_(2)的2.46 eV,提高了电子迁移速率,从而促进了光催化反应的进行。 展开更多
关键词 磷化钴 二氧化钛 氨硼烷 水解制氢 光催化
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考虑电流纹波影响的PEM电解槽建模与半实物仿真研究
13
作者 张贵辰 张杨 +1 位作者 周京华 兰云政 《太阳能学报》 北大核心 2025年第8期255-262,共8页
该文从电化学、热力学、流体动力学和电学的角度出发,构建质子交换膜(PEM)电解槽动态机理模型,表述PEM电解槽的非线性、动态特性和内部多物理过程的耦合。在此基础上,提出将纹波电流拆分为直流分量与交流分量的方法,旨在更加真实的反映... 该文从电化学、热力学、流体动力学和电学的角度出发,构建质子交换膜(PEM)电解槽动态机理模型,表述PEM电解槽的非线性、动态特性和内部多物理过程的耦合。在此基础上,提出将纹波电流拆分为直流分量与交流分量的方法,旨在更加真实的反映电流纹波对制氢效率影响,建立PEM电解槽与电力电子电路结合的半实物仿真平台,对不同幅值与频率的纹波电流输入进行测试,半实物仿真结果与实验数据吻合,验证模型的准确性,为研究高效制氢电源变换器拓扑结果及其控制策略提供理论依据与验证平台。 展开更多
关键词 电解水制氢 PEM电解槽 机理建模 制氢效率 半实物仿真
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多层感知机优化质子交换膜电解槽阳极侧多孔传输层性能
14
作者 陶大臣 谢鑫 +5 位作者 杨扬 李俊 叶丁丁 陈蓉 朱恂 廖强 《燃料化学学报(中英文)》 北大核心 2025年第2期291-300,共10页
质子交换膜电解水(PEMWE)技术因其波动适应性强的特点,在绿色氢气生产中具有广阔的应用前景。PEMWE性能受多种因素影响,其中,多孔传输层(PTL)对于气-水传输性能尤为关键,优化PTL结构对提升PEMWE整体性能具有重要意义。本研究首先构建了... 质子交换膜电解水(PEMWE)技术因其波动适应性强的特点,在绿色氢气生产中具有广阔的应用前景。PEMWE性能受多种因素影响,其中,多孔传输层(PTL)对于气-水传输性能尤为关键,优化PTL结构对提升PEMWE整体性能具有重要意义。本研究首先构建了一个稳态下的三维PEM单电解槽模型,获得了不同多孔传输层结构参数下PEM电解槽极化曲线,探讨了多孔传输层的孔隙率、厚度和导电率三个典型特征参数对质子交换膜电解槽性能的影响。其次,通过引入多层感知机机器学习模型,提出了相应的性能优化策略。研究表明,孔隙率对多孔传输层的性能起主导作用,其次是厚度,而导电率的影响相对较小。针对孔隙率和厚度,适度增加孔隙率并降低厚度可有效提升电解槽性能。经过多层感知机模型筛选,当PTL孔隙率为0.52、厚度为0.2 mm、导电率为4×10^(6) S/m时,性能最佳,在2 A/cm^(2)的电流密度下PEM电解槽的工作电压为1.85 V。 展开更多
关键词 质子交换膜电解槽 多孔传输层 机器学习 参数优化
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阻隔防爆材料对氢气爆炸特性的影响
15
作者 程家彭 陈清 +3 位作者 李斌 王永旭 张丹 解立峰 《爆破器材》 北大核心 2025年第3期18-26,共9页
搭建5 L圆柱形爆炸实验平台,在不同初始压力p0下,进行了球形非金属材料(SNM)、铝合金拉网材料(MAA)和聚氨酯多孔材料(PU)3种阻隔防爆材料对氢气爆炸压力影响的实验。结果表明,实验数据和拟合曲线整体呈现出倒U型,最大爆炸压力p_(max)均... 搭建5 L圆柱形爆炸实验平台,在不同初始压力p0下,进行了球形非金属材料(SNM)、铝合金拉网材料(MAA)和聚氨酯多孔材料(PU)3种阻隔防爆材料对氢气爆炸压力影响的实验。结果表明,实验数据和拟合曲线整体呈现出倒U型,最大爆炸压力p_(max)均在氢气体积分数φ=40%时达到最大,填充阻隔防爆材料对容器底部湍流的影响更显著,底部所测p_(max)要大于侧壁和顶部。此外,3种材料对氢气/空气预混气爆炸都具有双重作用。当φ<20%时,对氢气均表现出抑制效果,抑制作用随p0的增大而减弱。由于冷壁效应和器壁效应,具有较大比表面积的PU抑制效果最佳,最小p_(max)为47 kPa,比空白组降低83.6%。当φ≥20%时,3种材料均促进氢气爆炸,促进效果随p0的增大而增强。由于材料的孔径和压缩程度均会影响容器内的湍流程度,3种材料对不同p0下p_(max)的增幅不同,p_(max)最大可增大为空白组的7.5~9.5倍。 展开更多
关键词 氢气 阻隔防爆材料 初始压力 5 L圆柱形爆炸容器 爆炸压力
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电解水析氢催化剂研究进展
16
作者 吴琼 刘聪志 +2 位作者 王建立 姜兴剑 赵新一 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第6期140-147,共8页
电解水制氢是一种温和且高效的制氢过程,催化剂在析氢反应(HER)中起着不可替代的作用。在扩大氢气生产过程中,开发高效、稳定且廉价的催化剂是电解水制氢面临的巨大挑战。综述了贵金属、非贵金属和碳基催化剂等常用HER催化剂的研究进展... 电解水制氢是一种温和且高效的制氢过程,催化剂在析氢反应(HER)中起着不可替代的作用。在扩大氢气生产过程中,开发高效、稳定且廉价的催化剂是电解水制氢面临的巨大挑战。综述了贵金属、非贵金属和碳基催化剂等常用HER催化剂的研究进展,重点分析了以上HER催化剂的催化活性和稳定性,总结了包括杂原子掺杂、结构工程以及晶体和缺陷工程的一般性改进设计策略,以提升催化剂的催化活性和稳定性。 展开更多
关键词 电解水 析氢反应 催化剂 电催化
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波形流道质子交换膜电解槽性能分析与优化
17
作者 李瑞莹 王剑峰 +4 位作者 黄吉光 张衡 王异林 米翠丽 陈海平 《热力发电》 北大核心 2025年第10期133-142,共10页
质子交换膜(proton exchange membrane,PEM)电解制氢具有广阔的应用前景,但仍存在设备成本高、耐久性不足等缺点。优化流道可以提高PEM的水热分布均匀性,延长电解槽的寿命。为了提高PEM电解槽性能,利用COMSOL仿真软件设计并模拟了三维... 质子交换膜(proton exchange membrane,PEM)电解制氢具有广阔的应用前景,但仍存在设备成本高、耐久性不足等缺点。优化流道可以提高PEM的水热分布均匀性,延长电解槽的寿命。为了提高PEM电解槽性能,利用COMSOL仿真软件设计并模拟了三维波形流道模型,研究不同频率波形结构电解槽的极化曲线、反应物与生成物分布以及温度分布,并探究增加波形结构后流速改变对电解槽性能的影响。结果表明,与传统的矩形流道相比,波形流道电解槽传热传质效果明显增强,具有更好的极化性能,当波形频率为1.0时,电解槽的电流密度提高了2.1%,阳极催化层平均气体体积分数降低了3.7%,综合性能最优。该结论可为PEM电解槽的流道设计提供一定参考。 展开更多
关键词 质子交换膜 电解水制氢 模拟研究 流道设计
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基于AHP-DEMATEL的风光储氢系统中混合电解槽容量配置优化方法 被引量：1
18
作者 康忠健 范佳瑄 +1 位作者 陈光 肖文月 《电力需求侧管理》 2025年第4期35-41,I0006,I0007,共9页
可再生能源电解水制氢技术中电解槽是制氢的关键设备,其性能直接影响着制氢的效率、稳定性和成本。本文针对风光储氢系统中混合电解槽的容量配置问题,提出了基于灵活性指标的混合电解槽容量配置优化方法,首先,基于波动适应性、制氢能效... 可再生能源电解水制氢技术中电解槽是制氢的关键设备,其性能直接影响着制氢的效率、稳定性和成本。本文针对风光储氢系统中混合电解槽的容量配置问题,提出了基于灵活性指标的混合电解槽容量配置优化方法,首先,基于波动适应性、制氢能效、运行条件以及经济性4个角度构建灵活性评价指标体系,全面评估电解槽在多种工况下的综合性能。其次,结合AHPDEMATEL方法,确定权重分配。最后,将灵活性指标嵌入优化框架中,开展对混合制氢系统的配置策略研究。算例结果表明,所提出的混合电解槽容量优化配置方案与单一电解槽配置方案相比,制氢成本相比单一质子交换膜电解槽配置方案显著降低,制氢量相比单一碱性电解槽方案相应提高,为混合电解槽的选型与评价提供新方法。 展开更多
关键词 混合电解槽 容量配置 决策试验法 模糊层次分析法 评估选型
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PV/T与PEM电热耦合电解制氢系统波动特性分析
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作者 王冉旭 黄吉光 +1 位作者 张衡 陈海平 《动力工程学报》 北大核心 2025年第3期420-430,共11页
针对双碳目标和氢能发展的规划与战略,结合太阳能光伏光热(PV/T)技术与质子交换膜(PEM)电解制氢技术,提出使用PV/T供电并预热电解给水的光伏光热电解制氢模型。在TRNSYS软件中建立PEM电解槽部件并搭建系统模型进行瞬态分析,同时与相同... 针对双碳目标和氢能发展的规划与战略,结合太阳能光伏光热(PV/T)技术与质子交换膜(PEM)电解制氢技术,提出使用PV/T供电并预热电解给水的光伏光热电解制氢模型。在TRNSYS软件中建立PEM电解槽部件并搭建系统模型进行瞬态分析,同时与相同条件下无预热的系统进行对比。结果表明:预热影响了电解槽的升降温,使电解槽工作温度更高,进而提高了效率,增加了氢气产量;预热对温度、效率及产量的增益效果在低电功率或辐照波动大的天气条件下更明显;系统的太阳能制氢效率在12%左右,全年氢气产量为8003.08 m^(3),较无预热情况下增加24.11 m^(3),增长率达0.30%。 展开更多
关键词 质子交换膜电解槽 PV/T 太阳能 制氢 仿真模拟
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甲烷裂解制氢用液态金属催化剂研究进展
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作者 田梦圆 王莹 +3 位作者 孙曦 傅杰 卢璐 李慧 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第6期148-156,共9页
发展氢能是实现“双碳”目标、保障国家能源安全的必要选择。甲烷裂解制氢是一种将甲烷转化为氢气的有效方法,具有广泛的应用前景。将液态金属催化剂用于催化甲烷裂解制氢,可实现碳减排,解决传统甲烷裂解制氢技术存在的高能耗、低产率... 发展氢能是实现“双碳”目标、保障国家能源安全的必要选择。甲烷裂解制氢是一种将甲烷转化为氢气的有效方法,具有广泛的应用前景。将液态金属催化剂用于催化甲烷裂解制氢,可实现碳减排,解决传统甲烷裂解制氢技术存在的高能耗、低产率以及催化剂失活等问题。综述了甲烷裂解制氢机理,总结了液态金属催化剂研究进展,分析了液态金属单原子催化甲烷裂解制氢的可行性与优越性。液态金属的流动性可解决催化剂因结焦而失活的问题,同时液态金属具有较低的熔点,可在一定程度上降低甲烷裂解体系所需温度。甲烷裂解制氢用液态金属单原子催化剂的开发和利用可大幅提升甲烷转化率,并通过反应获得更多的氢气和高附加值碳产品。 展开更多
关键词 甲烷 制氢 液态金属 单原子催化剂
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