【摘 要】
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以天然来源的多种苔藓为原料,采用先水热碳化后高温热解两步处理法制备出掺氮多孔苔藓生物炭,通过扫描电子显微镜、X射线电子能谱等对碳材料进行形貌、组成和结构表征,采用循环伏安扫描和线性伏安扫描研究催化剂的氧还原活性,并应用于微生物燃料电池阴极.结果表明:以华北地区的大灰藓为原料制备出的生物炭呈片状多孔结构且比表面积最大、起催化作用的吡啶氮和石墨氮含量最高,因而在磷酸缓冲液中起始电位为0.30 V(vs.Ag/AgCl),极限电流密度达3.46 mA/cm2,电子转移数为3.64,趋近于四电子反应过程,与商业P
【机 构】
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中国科学院广州能源研究所,中国科学院可再生能源重点实验室,广州 510640;中国科学技术大学纳米科学与技术学院,苏州 215123;佛山科学技术学院材料科学与能源工程学院,佛山 528000;中国科
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以天然来源的多种苔藓为原料,采用先水热碳化后高温热解两步处理法制备出掺氮多孔苔藓生物炭,通过扫描电子显微镜、X射线电子能谱等对碳材料进行形貌、组成和结构表征,采用循环伏安扫描和线性伏安扫描研究催化剂的氧还原活性,并应用于微生物燃料电池阴极.结果表明:以华北地区的大灰藓为原料制备出的生物炭呈片状多孔结构且比表面积最大、起催化作用的吡啶氮和石墨氮含量最高,因而在磷酸缓冲液中起始电位为0.30 V(vs.Ag/AgCl),极限电流密度达3.46 mA/cm2,电子转移数为3.64,趋近于四电子反应过程,与商业Pt/C催化剂活性接近;而将所制备的催化剂应用于单室MFCs阴极时,对应的MFC最大功率密度达675 mW/cm2,且此MFC运行60个周期后,其电压仅降低0.02 V,具有极好的稳定性且制备成本较低.这表明苔藓生物炭催化剂具有显著的催化活性,可为需求有效MFC阴极催化剂材料提供新途径.
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太阳能碟式聚光器/腔体接收器系统(SDC)在制造和运行时会引入光学误差,进而恶化其光学性能和能流分布.针对理想光学条件已获得均匀能流分布的带凹透镜石英窗SDC系统(即平面-圆锥透镜和双凹圆锥透镜),采用蒙特卡洛光线跟踪方法详细研究吸热器表面光学特性变异(吸收率和反射特性)、镜斜率误差和跟踪误差对其能流分布和光学性能影响,分析SDC系统的光学特性,评估采用凹透镜改善SDC系统能流均匀性的工程应用可行性.结果表明在相同光学误差下SDC系统采用平面-圆锥透镜的直接有用能率均要比双圆锥透镜的高出2.5％～4.0％
针对现有塔筒螺栓疲劳寿命预测方法忽略限功率工况影响的不足,提出计及限功率工况的风电塔筒螺栓疲劳寿命预测方法.利用GH Bladed软件仿真计算风电机组在不同限功率工况的时序载荷;采用Schmidt-Neuper算法和线性累积损伤理论计算螺栓疲劳损伤;定量分析参考湍流强度、风速和限功率程度对塔筒螺栓疲劳损伤的影响规律,并基于某限功率场景对比是否考虑限功率工况的疲劳寿命预测结果的差异.结果表明,所提方法能有效克服现有疲劳寿命预测方法存在的显著低估塔筒螺栓疲劳寿命、增加不必要更换成本等不足,更符合塔筒螺栓疲劳性
针对生物质热解制备所得生物油高氧含量、低热值等系列问题,提出金属类催化剂与复合分子筛HZSM-5/MCM-41(HM)协同催化的新方法.在Py-GC/MS热解仪以及催化热解重整系统上,采用单级和双级2种催化模式,考察不同金属类催化剂与HM对竹木屑热解产物分布的影响.实验结果表明:在单级催化模式下金属类催化剂有利于生物油含氧量的降低和品质的提高.在双级催化模式下引入HM,可进一步降低生物油的氧含量,同时显著提高烃类收率,最高达66.11％,单环芳烃选择性达66.87％.此外,在催化热解重整实验中发现Fe的添
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