摘要：因强酸性、高过电位以及强氧化环境等问题,商业化质子交换膜(PEM)水电解析氧(OER)阳极需采用高载量的贵金属材料,且目前尚无替代的非贵金属催化剂,导致成本居高不下。以高电流密度(HCD)提升功率密度是PEM水电解未来发展趋势,但随着电流密度升高,水电解反应过电位也近似线性增长,需要催化材料更高的电导率和更快的物质运输,以降低电流和电解效率的损失。因此,开发高性能OER催化剂对推动PEM水电解制氢产业的发展意义重大。介绍了PEM水电解与可再生能源的契合性,从OER四电子反应机理出发,揭示OER催化剂研究意义;结合已有的研究报道,从形貌尺寸、表面结构、传电能力、电化学反应微环境等四方面,分析了高电流密度下OER催化材料的研究现状及其提高PEM水电解传输效率的原因;对高电流密度PEM水电解OER催化材料未来的发展趋势提出建议并进行了展望。

摘要：针对三有源桥变换器解耦控制中工况远离稳态点解耦矩阵变化时控制性能较差的问题,提出一种基于线性二次型调节器(LQR)的三有源桥变换器控制方法。通过电路等效变换和端口功率传输方程建立状态空间模型,进一步设计基于状态反馈的LQR控制方法,在实现功率潮流控制的同时保持端口电压的稳定,通过仿真控制验证所提出方法的控制性能,对比传统PI解耦控制,在工况变化时,该控制方法具有更好的动态性能。

摘要：蒸发器的换热性能对机械蒸汽再压缩(MVR)系统投资及运行均有着重要影响。MVR蒸发器的管内传热与压降性能在基于三维变形管和直圆管的情况下存在明显差异。建立了考虑盐水浓度修正的三维变形管MVR蒸发器性能准则关联式,设计一套用于纤维素生产末端废水零排放项目的新型蒸发器。应用实践表明,相对于传统直圆管的MVR蒸发器,基于三维变形管的新型MVR蒸发器节材节能效果显著,其在节省29%换热面积的情形下仍能完全满足工程实际需要。在现场调研期间MVR系统处理每吨废水的压缩机耗电量在18.81~23.78 kW∙h之间,体现出新型蒸发器高能效的技术特性,极具应用推广价值。

摘要：设计合成了一种腈基功能化有机硅氧烷化合物2-甲基-4-(1,1,3,3,3-五甲基二硅氧烷)丁腈(DSMCN),研究其作为电解液添加剂在高能量密度高镍三元NCM811电池中的电化学性能。利用线性扫描伏安法(LSV)测试了DSMCN的氧化电位,考察了DSMCN添加剂对富镍三元NCM811电池的循环、倍率和高温等条件下的电化学性能。在25℃下,NCM811/Li电池在1 C倍率下循环200圈后,容量保持率由基础电解液的80.93%提升至94.89%;在55℃的高温下,容量保持率从59.52%提升至88.09%。电化学阻抗谱(EIS)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等测试发现,DSMCN化合物能够在NCM811电极表面参与形成更稳定、均匀致密的正极电解质界面膜,展现出更优的电化学动力学特征,降低了界面阻抗,有利于常/高温下电极/电解液界面的Li+扩散和电荷转移,从而提高了NCM811电池的电化学性能。

摘要：好氧堆肥是鸡粪资源化利用的重要途径,它不仅能够解决鸡粪污染问题,还能够产生有机肥用于土壤改良,增强土壤肥力。但在工程应用上,传统的槽式堆肥发酵周期长,而罐式堆肥又常因物料含水率过高而难以启动,发酵效果不甚理想。本研究设计了一种“两段式”好氧堆肥工艺,通过初级发酵槽(第一阶段)发酵降低了物料含水率,从而实现了物料在立式发酵罐(第二阶段)内的快速腐熟。应用该工艺的示范工程已完成建设并稳定运行,对发酵完成后的物料进行腐熟度评价,发现物料的pH、含水率、有机质、蛔虫卵死亡率、种子发芽指数等评价指标均已满足要求,可作为肥料使用。

摘要：三维隐形翅片管是目前应用非常广泛的一种高效强化管,为了研究分析其传热与流动性能的优劣性,引入其它强化管换热器,并通过实验对比分析。经过分析研究发现:换热器的总换热系数K值不是评价换热器性能的唯一指标,阻力也是其中指标之一。通过换热器综合性能评价标准判断,三维隐形翅片管换热器管侧与壳侧的综合性能因子η比其它强化管换热器优秀,并且在一定条件下达到了强化管的标准,这说明三维隐形翅片管换热器具有优异的性能。本文章的分析结果对三维隐形翅片管换热器的工程设计和应用具有一定的指导意义。

摘要：为评估双碳目标路径实现对产业部门变化的影响,通过构建粤港澳大湾区动态CGE模型,设计基准情景、碳中和情景和强化碳中和情景,评估双碳目标约束下电力系统转型对不同等级电力依赖产业微观及宏观影响.结果表明:相比基准情景,碳中和情景电力部门2045年实现零碳电力,对大湾区经济发展和外购电占比带来一定程度影响,双碳限制作用将促进2050年能源消耗总量和碳排放量分别降低8.9%、67%,导致外购电力占比提高11%和GDP总量损失3.9%,但各产业部门的电能替代性、碳减排贡献性和增加值柔韧性存在差异,其中高等电力依赖部门电能替代性和碳减排潜力较小,同时经济受影响最小,每部门增加值损失约790亿元;中等电力和低等电力依赖部门的碳减排贡献较大,单个部门碳减排空间为400~700万t,每个部门平均经济损失为1000~3200亿元,经济发展受限较大,应推动向高电气化部门和清洁能源替代方向调整.相比碳中和情景,强化碳中和情景电力部门2040年更早实现零碳,绿电增长有利于湾区加强电力供应安全性和社会经济增长,2050年外购电力占比降低11%,促进GDP增长1.5%,增长来自电力部门和中高等电力依赖产业部门,同时促进各等级电力依赖部门电气化率提升.

摘要：考虑现有采暖供冷技术能耗高或适用性低等特点,提出以冰源热泵为核心的跨季节蓄冷技术。以5种系统方案为研究对象,建立系统模型定量评价分析不同方案在不同区域的能耗特性以及经济效益。结果表明:1)方案3(跨季节蓄冷)、方案4(跨季节蓄冷与夜间蓄冷)、方案5(土壤源热泵)的一次能源消耗量和污染物排放量比方案1(空气源热泵)和方案2(集中供热与冷水机组)少50%以上;2)跨季节蓄能技术可有效提高系统的全年COP值,其存储效率和循环次数可达到96%和2.1次;3)上海适用空气源热泵方案,北京适用跨季节蓄冷方案,沈阳适用集中供暖方案;4)在北京,对于3万m以上供暖供冷面积的大型建筑,采用方案4的增量投资回收期只有约3 a。

摘要：燃气热泵(gas engine-driven heat pump,GHP)具有环境适应性强、能效高、耗电量少等优点,能够解决一次能源利用率低、资源浪费和环境污染等问题。当前研究重点是通过模拟和实验方法开展燃气热泵的运行特性研究,而忽略了控制系统。控制系统是燃气热泵的重要组成部分,对于保障机组高效、稳定运行至关重要。本文提出一种嵌入式控制系统,监控GHP冷热水机组(gas engine driven heat pump cold-hot water equipment,GHPW)。详细阐述了多输入输出控制模块、发动机控制模块、蒸发温度控制模块、人机交互模块等燃气热泵核心控制模块的设计原则和方法。通过实验验证了GHPW的运行性能,实验结果表明,控制系统能够准确、稳定地控制机组,实现快速制冷/制热。通过主控制器对发动机转速和蒸发温度的双闭环控制,实现对系统出水温度的稳定性和准确性控制。当环境温度较低时,由于回收发动机余热,GHPW系统的制热能力优于EHP(电热泵)系统。随着环境温度从-20℃上升到7℃,实验系统的制热量从52.94kW逐渐上升到105.87kW,系统一次能源利用率(primary energy ratio,PER)从0.819上升到1.489。发动机余热回收显著提高了系统制热能力和PER。

摘要：燃气热泵(GHP)是一种高效的天然气分布式能源系统,可通过回收发动机余热而显著改善空气源热泵在冬季低温制热量大幅度衰减的不足。本文在自行设计并搭建的使用R410A制冷剂开启式涡旋式压缩机的GHP实验平台上,针对额定制热和超低温制热两种环境温度T_(amb)(7℃和-15℃),研究了不同制热运行方式(mode-1~mode-4)对GHP系统制热性能参数的影响。结果表明,相比不进行余热回收的制热模式(mode-1),进行余热回收的制热模式(mode-2~mode-4)可明显提升系统的制热性能,mode-4是一种更优的制热运行模式。在mode-4下,当环境温度为7℃与-15℃时,一次能源利用率分别为1.552和0.983,回收的余热量占总余热量的百分比(R_(rec,res))分别为64.15%和50.63%,回收的余热量占总制热量的百分比(R_(rec,h))分别为28.97%和36.58%,系统的余热回收效果优良。相比于额定制热下的R_(rec,res)与R_(rec,h),超低温制热下回收的余热量占发动机总余热中的比例相对较小,但占总制热量的比例相对较高。