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关键词： 服务区高氨氮污水   电化学处理   响应面分析   预测模型   示范工程  

摘要： 针对服务区污水中NH_(3)-N浓度高和C/N低的问题,通过小试、中试和示范工程3个阶段,对电化学处理服务区高NH_(3)-N污水的工艺可行性进行了系统研究,并探讨了电化学处理的关键影响因素,建立了预测优势工艺条件的模型,验证了示范工程的有效性。在小试阶段,采用单因素法确定了电压、加盐量和停留时间为电化学去除NH_(3)-N的关键影响因素。中试阶段,根据响应面分析法建立了单位电耗NH_(3)-N去除量和吨水耗电量的预测模型,两个预测模型的决定系数(R^(2))分别达到0.98和0.99,确定的优势工艺条件如下:电压为8.3~8.5 V、加盐量为1000~1600 mg/L、停留时间为30~45 min,在该条件下单位电耗的NH_(3)-N去除量为9.2~11.2 g(/kW·h)、吨水耗电量为4.3~7.5 kW·h/m^(3)。最后,在最优工艺条件下(电压为8.5 V、加盐量为1400 mg/L、停留时间为45 min)通过示范工程验证了电化学预处理耦合生化工艺的可行性和经济性。该工艺能从源头降低NH_(3)-N浓度,减轻后续传统生化处理单元的负荷,以确保出水NH_(3)-N稳定达标。

关键词： 超级电容器   聚苯乙烯树脂基碳微球   悬浮聚合   造孔剂   交联剂  

摘要： 以苯乙烯和二乙烯基苯为原料,石蜡为造孔剂,采用悬浮聚合及后续热处理制得聚苯乙烯树脂基碳微球(PCS)以用作超级电容器电极材料,并对其孔结构、表面形貌及表面化学性质进行了分析。结果表明,当添加质量分数为30%的石蜡造孔剂时,所制聚苯乙烯树脂基碳微球(PCS-30%)的比表面积高达2589 m^(2)/g,其中微孔表面积为2328 m^(2)/g;在Et4NBF4-PC电解液体系下,将该材料作为电极材料制备双电层超级电容器,在0.1 A/g的电流密度条件下,电容器的比电容为106.4 F/g,相应超级电容器的能量密度为22.1 W·h/kg。

关键词： 锂离子电池   负极材料   Si负极   二氧化硅(SiO_(2))   Si纳米片   镁热还原  

摘要： 低电导率和嵌脱锂过程中的体积膨胀问题影响Si材料的电化学性能。以碳纳米管为模板,制备前驱体二氧化硅(SiO_(2))纳米管,再以镁粉为还原剂,通过镁热还原制备单质Si纳米片材料。探索镁热还原温度(660℃、700℃和800℃)和正硅酸乙酯(TEOS)用量(1 mL、6 mL和8 mL)对Si材料形貌和电化学性能的影响。镁热还原温度在660℃时,TEOS用量为1 mL时,单质Si纳米片结构完整,表现出较好的电化学性能:以1.0 A/g电流在0~1.5 V充放电,Si-T660材料的首次库仑效率达到86.5%,第100次循环的比容量仍保持在2168.1 mAh/g。TEOS用量为6 mL时,首次库仑效率可达到86.05%,第100次循环的比容量仍保持在1537.5 mAh/g。

关键词： 电化学储能   电网   应用   商业模式   分析  

摘要： 我国能源行业正在经历重大变化,去碳化已经成为能源发展的主要方向,发展新能源逐渐成为实现去碳化的重要方式,新能源发电目前仍存在波动性大、电能质量不稳定的问题,电化学储能能够有效解决这些问题。电化学储能作为推动能源创新的关键技术,对构建新型电力系统和重新布局能源生态有着重要作用,技术应用和商业模式的分析展现了其当前的发展状况和未来趋势,储能已经在调频调峰、削峰填谷、备用电力以及可再生能源并网等方面展现出显著价值,通过容量租赁、服务收费以及电力现货交易等商业模式的研究发现,实现更高盈利水平需要政策扶持以及进一步降低成本,研究进一步指出,电化学储能将在未来的电网和能源系统中占据重要地位。

关键词： 溶解热   实验条件优化   教学实验   物理化学   氯化铵  

摘要： 溶解热测定实验是大学物理化学实验课程中的经典实验,通常选用KNO_(3)作为溶质,但KNO_(3)的管理流程复杂,不方便大批量使用,综合管理成本高,选用了常见的几种化学试剂作为溶质,通过对比实验现象、实验结论重复性、实验过程可操作性等方面得出:NH_(4)Cl均优于其他试剂,因此推荐NH_(4)Cl作为教学用实验试剂。

关键词： 燃料电池   铂基催化剂   氧还原反应   透射电子显微学   电化学脱合金   微结构  

摘要： 铂基纳米结构催化剂因其高活性而成为质子交换膜燃料电池阴极最有应用前景的氧还原催化剂。电化学脱合金能够通过调节铂基催化剂的表面结构提升催化剂性能,并且兼具简单易行、低成本等优点,成为优化铂基催化剂的有效手段之一。重点介绍电化学脱合金在铂基催化剂的微结构调控中的应用研究进展。首先,对铂基氧还原催化剂的电化学脱合金机理进行了归纳总结;其次,从纳米催化剂(组分、粒径、表面暴露晶面)和电化学脱合金条件(电位、扫描速率、气氛)两大方面分析了电化学脱合金在铂基催化剂微观结构调控中的机理,并对其未来的研究发展进行了展望。

关键词： 实时二阶电路模型   电化学储能   混合滤波   状态监测  

摘要： 新能源的加入给电网稳定性带来了挑战,电化学储能电站成为平抑发电波动的关键,其运行状态监测至关重要。对此,提出了一种基于实时二阶电路模型的锂离子电化学储能状态监测方法。该方法由基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的在线参数辨识和基于光滑变结构滤波的状态估计2部分组成,将这2种滤波器系统集成的组合称为混合滤波器(hybrid filter,HF),并提出了一种基于粒子群优化(PSO)方法来寻找HF的最优调谐参数。仿真结果表明,相较于传统的双扩展卡尔曼滤波(DEKF),所提的HF和HF+PSO算法能够更有效地选择调谐参数,估计的SOC在1500 s后最大误差约为2%,估计的电池容量在约3000 s时即开始收敛至真实值,而DEKF算法则需长达7000 s。因此,提出的方法对保障电化学储能电站安全可靠运行和提高电力系统稳定性具有重要意义。

关键词： 受限空间   状态方程   界面张力   分子-壁面相互作用  

摘要： 为了将状态方程准确应用于限域空间,通过扩展PT状态方程,系统地探讨了CO_(2)及其混合物在限域空间的热物理性质和相行为。通过引入分子与壁面间的相互作用和毛细管效应,对传统PT状态方程进行了修正。结合实验数据和分子模拟结果,开发了基于纳米孔径尺寸和分子尺寸的临界偏移模型,以描述临界特性的偏移现象。基于建立的状态方程模型结合临界偏移模型,研究了CO_(2)-nC_(10)和CO_(2)-CH_(4)二元混合体系中,界面张力随温度、压力和纳米通道尺寸的变化规律。结果表明:修正后的PT状态方程预测值与实验数据高度吻合。扩展后的状态方程在预测CO_(2)和碳氢化合物二元混合体系在纳米通道中的热物理性质和相行为方面表现出较高的准确性。该新模型为理解纳米尺度下流体的相行为提供了一个可靠的理论工具,有助于更深入地掌握CO_(2)及其混合物在限域空间中的热物理性质和相行为。

关键词： 钠离子电池   碳纤维布   NiCo_(2)O_(4)   倍率性能   原位生长  

摘要： 为探究钠离子电池无粘结剂负极材料的发展潜力,拓展探索了在碳纤维布上通过原位水热合成法制备NiCo_(2)O_(4)负极材料的可行性。采用水热合成技术,尝试在碳纤维布上原位生长NiCo_(2)O_(4)负极材料。结果表明,所制备的复合材料呈现出分级结构特征。得益于碳纤维布提供的优异导电网络,以及NiCo_(2)O_(4)纳米结构与电解液之间的充分接触,该复合材料展现出了显著增强的电化学性能:在倍率性能测试中,复合材料在较高倍率条件下表现出更为优越的比容量;同时,其循环性能也有了大幅提升。具体而言,在100 mA/g电流密度下,经过50圈循环后,复合材料的比容量仍高达141 mAh/g,相较对比样品(比容量仅为37 mAh/g),复合材料的容量保持率提升了30%以上。本研究为钠离子电池提供了1种新型的NiCo_(2)O_(4)负极材料。

关键词： 过渡金属硫化物   水热法   超级电容器   电极材料  

摘要： 通过水热法在泡沫镍集流体上原位生长Ni_(3)S_(2)电极材料,研究反应时间对电极材料的组成、形貌和性能的影响。实验结果表明Ni_(3)S_(2)/NF-5h电极具有优异的电化学性能。在1 A/g的电流密度下,比电容高达2285 F/g,在充放电循环3000次后,仍然拥有86.14%的电容保持率,具有良好的稳定性。该方法为超级电容器电极材料的合理设计和发展提供了新的思路和可靠数据。