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5-羟甲基糠醛电催化氧化制备2,5-呋喃二羧酸的工艺研究
1
作者 郑华均 杭怡欣 +3 位作者 郑文彬 赵浙菲 吕卓清 郑灵霞 《浙江工业大学学报》 北大核心 2026年第1期1-7,共7页
对5-羟甲基糠醛(HMF)电催化氧化制备2,5-呋喃二羧酸(FDCA)体系进行工艺优化和放大研究。通过简单的一步水热合成Ni_(3)S_(2)/NF,采用扫描电子显微镜(SEM)对其进行表征,通过线性扫描伏安法对制备的材料进行电化学测试,结果表明,放大面积... 对5-羟甲基糠醛(HMF)电催化氧化制备2,5-呋喃二羧酸(FDCA)体系进行工艺优化和放大研究。通过简单的一步水热合成Ni_(3)S_(2)/NF,采用扫描电子显微镜(SEM)对其进行表征,通过线性扫描伏安法对制备的材料进行电化学测试,结果表明,放大面积后水热法仍可制得表面均一、性能良好的电极。单因素实验结果表明:电解性能与反应温度、电解液流量等操作参数有关。在温度为35℃、电解液流量为150 L/h、恒电流为4.5 A的条件下进行HMF电合成FDCA实验,电流效率和转化率分别达到86.50%和99.58%,FDCA产率高达93.60%。 展开更多
关键词 5-羟甲基糠醛 2 5-呋喃二羧酸 电催化氧化 生产工艺
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ZIF-67基材料的制备及其电催化分解水的研究进展
2
作者 余聪 杨子懿 +3 位作者 张正阳 宋秋霖 支艺璇 陈萍华 《天津化工》 2026年第1期1-4,共4页
寻找绿色、可持续、能耗低、成本低的制氢技术,其关键因素之一是寻找合适的制氢催化材料。沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIF-67)是一种含钴的金属有机框架材料,廉价易得。本文主要针对ZIF-67基材料(ZIF-67复合材料、ZIF-67衍生材料)的制备及... 寻找绿色、可持续、能耗低、成本低的制氢技术,其关键因素之一是寻找合适的制氢催化材料。沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIF-67)是一种含钴的金属有机框架材料,廉价易得。本文主要针对ZIF-67基材料(ZIF-67复合材料、ZIF-67衍生材料)的制备及在电催化分解水方面的研究进展进行了总结,并展望了ZIF-67基材料的应用前景。 展开更多
关键词 沸石咪唑酯骨架结构材料 分解水 复合材料 产氢
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提高铜电解液中镍脱除效率的研究与应用
3
作者 李经理 李永杰 《河南化工》 2026年第1期49-52,共4页
针对高压蒸汽加热型硫酸镍蒸发系统中铜电解液镍脱除效率低下的技术难题,围绕工艺与操作参数开展优化研究。通过硫酸镍后液回用并于硫酸铜母液混合的流程设计,将蒸发初始酸度调控至400~450 g/L;同步优化操作条件,延长蒸发时间至24 h以上... 针对高压蒸汽加热型硫酸镍蒸发系统中铜电解液镍脱除效率低下的技术难题,围绕工艺与操作参数开展优化研究。通过硫酸镍后液回用并于硫酸铜母液混合的流程设计,将蒸发初始酸度调控至400~450 g/L;同步优化操作条件,延长蒸发时间至24 h以上,并维持系统真空度80 kPa左右。结果表明,优化后硫酸镍脱除率稳定突破60%,显著提升生产效率。 展开更多
关键词 铜电解液 镍脱除 硫酸镍蒸发 初始酸度 蒸发时间
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花生衣衍生的氮掺杂碳催化剂用于高效电化学二氧化碳还原为一氧化碳
4
作者 景仲雨 苏文礼 范煜 《现代化工》 北大核心 2026年第1期172-178,185,共8页
采用水热-高温热解的方法制备了一种花生衣衍生的氮掺杂碳催化剂(NAC-NH_(3),N,A,C和NH_(3)分别代表二氰二胺,无水氯化钙,碳基质和氨气),用于电化学二氧化碳还原反应(ECO_(2)RR)。结果表明,NAC-NH_(3)具有高吡啶氮含量、高比表面积和理... 采用水热-高温热解的方法制备了一种花生衣衍生的氮掺杂碳催化剂(NAC-NH_(3),N,A,C和NH_(3)分别代表二氰二胺,无水氯化钙,碳基质和氨气),用于电化学二氧化碳还原反应(ECO_(2)RR)。结果表明,NAC-NH_(3)具有高吡啶氮含量、高比表面积和理想的多孔结构,有效地将二氧化碳(CO_(2))转化为一氧化碳(CO),在-0.6 V下,CO的法拉第效率高达95.7%,CO的部分电流密度为-5.6 mA/cm^(2)。此外,在20 h的ECO_(2)RR过程中,NAC-NH_(3)催化剂表现出良好的稳定性。 展开更多
关键词 电化学二氧化碳还原反应 二氰二胺 无水氯化钙 氨气 一氧化碳
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溅射气压对MoS_(2)涂层结构调控及其电催化性能影响
5
作者 姚明镜 张珂嘉 +4 位作者 张虹 黄熠 唐国庆 但敏 金凡亚 《真空科学与技术学报》 北大核心 2026年第1期84-90,共7页
二硫化钼(MoS_(2))具有独特电子结构,被认为是过渡金属硫化物析氢反应(HER)的潜在替代贵金属铂(Pt)的催化剂。然而,MoS_(2)的析氢催化效率受限于活性位点不足和导电性不佳等问题。研究提出一种采用磁控溅射技术制备MoS_(2)涂层作为HER... 二硫化钼(MoS_(2))具有独特电子结构,被认为是过渡金属硫化物析氢反应(HER)的潜在替代贵金属铂(Pt)的催化剂。然而,MoS_(2)的析氢催化效率受限于活性位点不足和导电性不佳等问题。研究提出一种采用磁控溅射技术制备MoS_(2)涂层作为HER电催化剂的方法。通过在0.5 Pa、1.0 Pa、1.5 Pa和2.0 Pa的不同氩气压力下制备MoS_(2)涂层,研究了微观结构、组织形貌及其在碱性介质中的HER活性。结果表明,不同氩气压力下制备的MoS_(2)涂层均沿(100)晶面生长,暴露了大部分活性位点;同时,低氩气压力下制备的涂层中出现1T相MoS_(2),且在1.0 Pa时1T相含量最高,导电性更强。在1 mol/L氢氧化钾(KOH)溶液中,该涂层在10 mA/cm^(2)和100 mA/cm^(2)电流密度下的过电位分别为149 mV和225 mV,塔菲尔(Tafel)斜率为75 mV·dec^(-1)。 展开更多
关键词 溅射气压 二硫化钼涂层 结构形貌 电催化性能
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大电流密度电解水制氢自支撑催化电极的研究进展 被引量：2
6
作者 何小波 赵艳玲 +1 位作者 银凤翔 李国儒 《常州大学学报(自然科学版)》 2025年第2期17-28,共12页
开发和设计具有高活性和耐久性的催化电极对于电解水制氢技术的发展具有重要作用。自支撑催化电极作为一种优异的电极备受关注。文章以满足大电流密度(500 mA/cm^(2))电解水制氢自支撑催化电极的研究为目标,阐述了构建晶格缺陷,掺杂异... 开发和设计具有高活性和耐久性的催化电极对于电解水制氢技术的发展具有重要作用。自支撑催化电极作为一种优异的电极备受关注。文章以满足大电流密度(500 mA/cm^(2))电解水制氢自支撑催化电极的研究为目标,阐述了构建晶格缺陷,掺杂异质杂原子,构建异质结界面以及“超疏气”微纳米结构等几种不同策略在析氢反应(HER)和析氧反应(OER)的近期研究进展。最后,从优化导电基底,加深理论计算,制备高耐久性和宽pH应用范围的催化电极方面,提出了电解水催化电极未来发展的方向与挑战,以期对高性能和稳定型的HER/OER催化电极的设计提供指导。 展开更多
关键词 制氢 水分解 催化 自支撑催化电极 大电流密度
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用于碱性海水电解中析氧反应的低成本高效阳极材料
7
作者 唐长斌 李志港 +4 位作者 刘子龙 王世花 于丽花 薛娟琴 尹向阳 《功能材料》 北大核心 2025年第3期3126-3133,共8页
在钛基底上电弧喷涂TiN中间层,再通过阳极复合电沉积WC纳米粒子和掺杂Mo的MnO_(2)表层,制备出Ti/TiN/(Mn_(1-x)Mo_(x))O_(2+x)-WC涂层电极。与传统的热解IrO_(2)中间层相比,电弧喷涂TiN中间层作为一种低成本、简单而高效的涂层,能有效... 在钛基底上电弧喷涂TiN中间层,再通过阳极复合电沉积WC纳米粒子和掺杂Mo的MnO_(2)表层,制备出Ti/TiN/(Mn_(1-x)Mo_(x))O_(2+x)-WC涂层电极。与传统的热解IrO_(2)中间层相比,电弧喷涂TiN中间层作为一种低成本、简单而高效的涂层,能有效抵御电解过程中侵蚀性介质的渗透。导电性极佳的WC与Mo掺杂的MnO_(2)之间存在协同效应,这两项作用使得阳极在氧气析出和氯气抑制方面具有优异的选择性和稳定性,从而为开发用于海水电解制氢的低成本、高活性的析氧阳极材料提供了一条新途径。 展开更多
关键词 制氢 海水电解 析氧阳极 电弧喷涂TiN层 MnO_(2)涂层
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多模式复合电解槽集群运行状态轮换控制策略
8
作者 谭清山 李珂 +3 位作者 张横 喻翌 曾龙权 何为 《太阳能学报》 北大核心 2026年第1期1-10,共10页
提出一种多模式复合电解槽集群运行状态轮换控制策略。通过深入分析电解槽制氢功率与效率之间的关系及负载范围、启停时长等运行特性,精细划分出3种模式下6类电解槽运行状态;基于质子交换膜电解槽和碱性电解槽的动态运行响应特征差异性... 提出一种多模式复合电解槽集群运行状态轮换控制策略。通过深入分析电解槽制氢功率与效率之间的关系及负载范围、启停时长等运行特性,精细划分出3种模式下6类电解槽运行状态;基于质子交换膜电解槽和碱性电解槽的动态运行响应特征差异性,设计复杂工况下两类电解槽集群的功率匹配机制,实现复合电解槽不同运行状态下的协同调度和灵活切换。仿真结果表明,与传统顺序启停控制策略相比,所提出的复合轮换控制策略在相同输入功率下产氢量提升11.27%,额定状态下运行时长标准差及变异系数分别降低27.71 min和47.04,在提升电解槽产氢效率的同时可增强电解槽集群的动态运行稳定性。 展开更多
关键词 可再生能源 碱性电解槽 质子交换膜电解槽 制氢 运行状态 匹配机制
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多壁碳纳米管负载多吡啶镍配合物电催化糠醇氧化性能研究
9
作者 张恒 秦帅 +1 位作者 张培立 张秀红 《现代化工》 北大核心 2026年第1期119-127,共9页
利用有机合成法制备了三吡啶二胺结构镍配合物Ni-1和Ni-2;分别以6个碳长链烷烃和芘为吸附单元,将Ni-1和Ni-2修饰到多壁碳纳米管上制备为催化电极,探究其在0.1 mol/L KOH水溶液中电催化糠醇氧化的性能。系统研究表明,制备的Ni-1固载催化... 利用有机合成法制备了三吡啶二胺结构镍配合物Ni-1和Ni-2;分别以6个碳长链烷烃和芘为吸附单元,将Ni-1和Ni-2修饰到多壁碳纳米管上制备为催化电极,探究其在0.1 mol/L KOH水溶液中电催化糠醇氧化的性能。系统研究表明,制备的Ni-1固载催化电极具有更加优异的催化活性,2.5 h内催化氧化糠醇的转化率达到100%,糠酸产率达到92%。连续5次循环实验中,催化电极活性无明显下降,表明该催化剂在电解条件下具有良好的稳定性。 展开更多
关键词 电催化 碳纳米管 镍配合物 糠醇氧化
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废铝轮毂固相电解低成本循环利用技术研究进展
10
作者 杜德喜 左安安 《铸造工程》 2026年第1期66-71,共6页
随着汽车工业的飞速发展,汽车保有量连年攀升,废铝轮毂的产生量也急剧增加。传统的重熔回收方法存在能耗高、金属烧损严重、合金元素混杂等问题,导致再生铝品质下降,经济价值低。固相电解技术作为一种新兴的金属回收方法,因其在低温、... 随着汽车工业的飞速发展,汽车保有量连年攀升,废铝轮毂的产生量也急剧增加。传统的重熔回收方法存在能耗高、金属烧损严重、合金元素混杂等问题,导致再生铝品质下降,经济价值低。固相电解技术作为一种新兴的金属回收方法,因其在低温、非熔融状态下直接实现金属与杂质的分离,展现出低成本、高效率、高品质回收废铝轮毂的巨大潜力。文中系统综述了废铝轮毂固相电解回收技术的原理、研究进展、关键工艺参数、技术经济性优势,并分析了当前面临的技术挑战与未来发展方向,旨在为固相电解回收技术的工业化应用提供理论参考。 展开更多
关键词 废铝轮毂 固相电解 循环利用 低成本 绿色冶金
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乙腈对铜基电极催化CO_(2)还原CO稳定性质谱分析
11
作者 张瀚予 李松海 《当代化工研究》 2026年第1期76-78,共3页
电催化还原二氧化碳(CO_(2)RR)能够将温室气体转化为高附加值含碳产物,但构建兼具高选择性与反应稳定性的电催化体系仍面临挑战,其中电解液组成的调控被认为是提升体系催化稳定性的重要途径。基于泡沫铜基底滴涂Cu_(2)O的铜基自支撑电极... 电催化还原二氧化碳(CO_(2)RR)能够将温室气体转化为高附加值含碳产物,但构建兼具高选择性与反应稳定性的电催化体系仍面临挑战,其中电解液组成的调控被认为是提升体系催化稳定性的重要途径。基于泡沫铜基底滴涂Cu_(2)O的铜基自支撑电极,系统考察了乙腈(ACN)添加对催化稳定性的影响。结果表明,通过向电解液中加入乙腈可显著提升电极的稳定性。结合原位微分电化学质谱(DEMS),通过对反应过程的实时监测,揭示了乙腈改善稳定性的作用机制,筛选出最佳的乙腈比例。为电解液调控提升CO_(2)RR稳定性提供了思路。 展开更多
关键词 电催化 CO_(2)RR 乙腈 溶剂作用 原位微分电化学质谱
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电极界面气泡成核的双电层-传质耦合机制 被引量：1
12
作者 胡佳旋 郭常青 +4 位作者 王志达 史言 申丽莎 黄宏宇 闫常峰 《石油化工高等学校学报》 2025年第3期75-84,共10页
在水电解过程中,“气泡效应”会显著降低系统的整体性能;经典成核理论(CNT模型)难以揭示实际电化学体系中双电层(EDL)、表面微结构和传质协同作用对成核动力学的调控机制。研究综合考虑离子迁移-扩散行为、电极表面纳微结构及浓度边界... 在水电解过程中,“气泡效应”会显著降低系统的整体性能;经典成核理论(CNT模型)难以揭示实际电化学体系中双电层(EDL)、表面微结构和传质协同作用对成核动力学的调控机制。研究综合考虑离子迁移-扩散行为、电极表面纳微结构及浓度边界层对成核过程的协同调控机制,构建了双电层-传质-表面微结构协同作用的电极界面气泡成核模型。结果表明,EDL与微孔结构的协同作用会在表面微孔处产生显著的电位梯度,导致局部过饱和度升高,优先诱发气泡成核;在高过电位下,浓度边界层与成核能垒呈非线性关系,浓度边界层越薄,高电位的成核速率降低趋势越显著;气泡生长过程受三相接触线(TPCL)附近的净浓度通量控制,并呈现两阶段生长特征。研究结果为优化析气电极表面设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 水电解 双电层 传质 表面结构 气泡成核
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风荷载作用下输电线路不同步摆动特性分析 被引量：2
13
作者 宋朋 张思祥 +1 位作者 杨博 张思遥 《山西电力》 2025年第3期48-51,共4页
共走廊输电线路的设计关键在于保障输电线路风偏间距的前提下减小走廊宽度。为了有效解决这一问题,首先运用有限元软件建立导线模型,其次通过有限元模拟分析导线在风荷载作用下不同步摆动的规律特性,最后计算安全距离并与原设计方案进... 共走廊输电线路的设计关键在于保障输电线路风偏间距的前提下减小走廊宽度。为了有效解决这一问题,首先运用有限元软件建立导线模型,其次通过有限元模拟分析导线在风荷载作用下不同步摆动的规律特性,最后计算安全距离并与原设计方案进行对比。分析结果表明,最小接近距离发生位置相对跨中可能会发生偏移,最小线间距离随风速的增大而减小,原线路设计偏安全,可以适当减小线路间距。研究所得结果可为输电线路共走廊设计时的安全距离计算提供参考。 展开更多
关键词 共走廊输电线路 风荷载 不同步摆动
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过渡金属磷化物电解海水制氢的研究进展
14
作者 童晓青 陶梅平 《现代化工》 北大核心 2025年第2期73-78,共6页
简要介绍了海水电催化过程的反应机理,包括阴极析氢反应、阳极析氧反应和竞争析氯反应。综述了近年来过渡金属磷化物海水电解催化剂的研究进展,包括元素掺杂、二元金属磷化物和构建过渡金属磷化物异质结等,对未来过渡金属磷化物电解海... 简要介绍了海水电催化过程的反应机理,包括阴极析氢反应、阳极析氧反应和竞争析氯反应。综述了近年来过渡金属磷化物海水电解催化剂的研究进展,包括元素掺杂、二元金属磷化物和构建过渡金属磷化物异质结等,对未来过渡金属磷化物电解海水制氢的研究做出了展望。 展开更多
关键词 海水电解 析氢反应 氯化物氧化 过渡金属磷化物
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PEM电解槽流场结构的数值模拟及实验研究
15
作者 洪捐 魏伟 +3 位作者 刘岩岩 程东亚 王玉杰 陈松 《太阳能学报》 北大核心 2025年第7期559-567,共9页
质子交换膜(PEM)电解槽阳极侧的流场结构对于电解水制氢效率具有重要影响,为此需要根据电化学及计算流体力学理论深入分析电解槽内部物理场分布,进一步优化PEM电解槽流场结构。首先,通过Comsol Multiphysics仿真软件建立PEM电解槽多蛇... 质子交换膜(PEM)电解槽阳极侧的流场结构对于电解水制氢效率具有重要影响,为此需要根据电化学及计算流体力学理论深入分析电解槽内部物理场分布,进一步优化PEM电解槽流场结构。首先,通过Comsol Multiphysics仿真软件建立PEM电解槽多蛇形流场结构的三维模型,分析PEM电解槽内部电场和流场分布状况对电解水性能的影响规律;其次,根据仿真分析结果提出双分流、四分流及五分流3种分流改进结构,并对3种结构进行数值模拟分析。仿真结果表明:四分流结构性能最好,相比原来的多蛇形流场,氧气积聚下降约3%,气体排出效率提高22%,并且整体槽电压下降约0.0173 V。在此基础上,搭建具有四分流流场结构的PEM电解槽实验平台,实验证明电解槽电压降低0.0136 V,能耗降低,与仿真结果基本吻合。 展开更多
关键词 电解 数值分析 流场 PEM电解槽 四分流结构
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基于机器学习高通量筛选二氧化碳还原电催化剂的研究进展 被引量：2
16
作者 李歌 马子然 +2 位作者 闾菲 彭胜攀 佟振伟 《材料导报》 北大核心 2025年第1期156-168,共13页
随着全球能源需求不断增长,化石燃料资源有限和二氧化碳排放对气候变化的影响愈加严重,减少二氧化碳排放已迫在眉睫。基于绿电的电化学还原二氧化碳(CO_(2)RR)方法是缓解化石燃料消耗和温室气体排放的理想途径。传统催化剂的研发模式主... 随着全球能源需求不断增长,化石燃料资源有限和二氧化碳排放对气候变化的影响愈加严重,减少二氧化碳排放已迫在眉睫。基于绿电的电化学还原二氧化碳(CO_(2)RR)方法是缓解化石燃料消耗和温室气体排放的理想途径。传统催化剂的研发模式主要依赖实验试错方法,难以满足对高效催化剂的研发需求。快速发展的机器学习等数据科学技术为催化剂研发带来范式变革的契机。高通量计算结合机器学习已经成为近年来电催化剂配方设计中的重要手段之一。基于此,本文概述了近年来高通量计算结合机器学习指导催化剂开发的研究成果,包括催化剂设计的原理、模拟计算的策略以及机器学习模型的构建。通过将高通量计算和机器学习结合,可以加速催化剂设计过程,为CO_(2)RR催化剂的高效筛选和开发提供了新方法,拓宽人工智能在催化剂筛选设计中的应用。 展开更多
关键词 CO_(2)RR 密度泛函理论计算 机器学习 描述符 催化剂筛选
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硫掺杂氧化钨电催化剂的析氢性能研究
17
作者 贾鹏飞 杨军 +2 位作者 李硕 郑璐瑶 张煜国 《陕西科技大学学报》 北大核心 2025年第1期107-114,125,共9页
通过硫掺杂来改善氧化钨(WO_(3))电催化剂活性不足和反应动力学缓慢的问题.采用二次煅烧法成功合成了硫掺杂氧化钨(S-WO_(3))电催化剂,并系统地研究了掺杂浓度对其形貌、结构和电化学性能的影响.结果表明,硫掺入氧化钨后能够在引入氧缺... 通过硫掺杂来改善氧化钨(WO_(3))电催化剂活性不足和反应动力学缓慢的问题.采用二次煅烧法成功合成了硫掺杂氧化钨(S-WO_(3))电催化剂,并系统地研究了掺杂浓度对其形貌、结构和电化学性能的影响.结果表明,硫掺入氧化钨后能够在引入氧缺陷的同时调控电子结构,显著提高了氧化钨的电催化活性.使用硫粉量为0.11 g的S-WO_(3)-1催化剂具有最佳的硫掺杂浓度.为了实现10 mA cm^(-2)的电流密度仅仅需要161 mV过电位,并且能够持续长达30000 s的析氢过程,显示出优异的催化活性和循环稳定性.本研究为开发掺杂型高效析氢电催化剂提供了新途径. 展开更多
关键词 电催化剂 析氢反应 氧化钨 硫掺杂 电子结构
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基于模型降阶的碱性电解槽多物理场实时仿真方法
18
作者 王水勇 杨林 +2 位作者 赵万祥 王博文 张一民 《电力安全技术》 2025年第11期53-59,共7页
碱性水电解(AWE)内部涉及电化学反应、多相流、传热传质等复杂且紧密耦合的多物理场过程,其性能优化和动态调控高度依赖于对这些过程的精确描述。模型降阶技术通过构建低维代理模型,大幅提高计算效率,同时保持可接受的精度,从而为AWE的... 碱性水电解(AWE)内部涉及电化学反应、多相流、传热传质等复杂且紧密耦合的多物理场过程,其性能优化和动态调控高度依赖于对这些过程的精确描述。模型降阶技术通过构建低维代理模型,大幅提高计算效率,同时保持可接受的精度,从而为AWE的实时多物理场计算提供了可行途径。系统综述了模型降阶技术的原理及主要方法(简化模型法、投影法和数据拟合法),并探讨了其在AWE多物理场耦合降阶建模中的应用潜力及策略;同时,展望了未来发展方向,如混合模型降阶方法、物理信息机器学习及其在碱性水电解实时控制与优化中的应用。 展开更多
关键词 碱性电解槽 多物理场 模型降阶 实时仿真
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电催化还原CO_(2)制合成气传质过程模拟及催化剂结构优化
19
作者 聂全灏 宋雪旦 +2 位作者 刘朔 于畅 邱介山 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第7期74-82,共9页
电催化二氧化碳还原反应(CO_(2)RR)是应对全球气候变化和实现能源转型的关键技术之一。通过将CO_(2)转化为有价值的化学品,可以有效地减少温室气体排放并为可持续能源的开发提供动力。CO_(2)RR过程中常常伴随析氢反应(HER)发生,生成H_(2... 电催化二氧化碳还原反应(CO_(2)RR)是应对全球气候变化和实现能源转型的关键技术之一。通过将CO_(2)转化为有价值的化学品,可以有效地减少温室气体排放并为可持续能源的开发提供动力。CO_(2)RR过程中常常伴随析氢反应(HER)发生,生成H_(2)与CO行成合成气。合成气的H_(2)与CO比例对下游化学品的合成具有重要影响。因此,调控催化剂的厚度和孔隙率等结构,是实现目标产物精确控制的有效途径之一。Ni-N-C催化剂以其对CO产物的高选择性,在电催化合成气制备过程中,尤其是在合成气比例n(H_(2))/n(CO)为0.5~5范围内表现出显著优势。研究采用有限元数值模拟方法,构建了二维膜电极电解槽(MEA)模型,探讨了Ni-N-C催化剂厚度与孔隙率对MEA中的传质、CO_(2)RR及HER反应选择性和产物浓度分布的影响。通过对催化剂厚度5~95μm和孔隙率0.2~0.9的进行模拟,发现随着催化剂厚度从65μm增加到95μm,CO_(2)的扩散效果逐渐增强,限制了CO浓度的提高,从而影响合成气的比例,在电压为2.5~3.1 V范围内,合成气的比例稳定在1~5。另一方面,提高催化剂的孔隙率,特别是在0.2~0.9的范围内,有助于缓解CO_(2)扩散对反应速率的限制,从而提升CO产物的浓度。在1.6~2.2 V的低电压范围内,能够制备得到比例为0.5~1的合成气。研究为MEA中催化剂的设计和优化提供了理论支持,能够为未来电催化CO_(2)还原反应的工业应用提供指导。 展开更多
关键词 电催化 数值模拟 二氧化碳还原 催化剂 传质
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碳纳米管电化学氧化过滤降解直接黑G的特性研究
20
作者 吴昊 杨帆 +2 位作者 李书豪 范舒婷 林少华 《应用化工》 北大核心 2025年第11期2781-2785,2791,共6页
以碳纳米管膜电极为工作电极,建立三维电极过滤体系,对碳纳米管电极电化学氧化降解直接黑G(DBG)偶氮染料废水的特性进行了研究,探究了碳纳米管电极降解DBG染料废水的影响因素,并分析了降解机理。结果表明,不同水质条件(DBG初始浓度、电... 以碳纳米管膜电极为工作电极,建立三维电极过滤体系,对碳纳米管电极电化学氧化降解直接黑G(DBG)偶氮染料废水的特性进行了研究,探究了碳纳米管电极降解DBG染料废水的影响因素,并分析了降解机理。结果表明,不同水质条件(DBG初始浓度、电解质浓度、初始pH),不同运行条件(流量、阳极电势)均会影响碳纳米管电极降解DBG的效率,在DBG染料初始浓度为20 mg/L,电解质Na_(2)SO_(4)浓度为0.1 mol/L,阳极电势为2.0 V,初始pH为3.0,流量为10 mL/min的最佳运行条件下,以再循环式工作方式运行60 min, DBG去除率可达99.5%。循环伏安测试(CV)表明在碳纳米管表面发生了DBG直接氧化反应,淬灭剂实验表明DBG的降解还存在间接氧化作用。LC-MS分析表明,DBG在矿化过程中可能产生萘、间苯二胺、苯醌等中间产物。 展开更多
关键词 碳纳米管 三维电极 电化学过滤 直接黑G 偶氮染料
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