摘要：固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)是一种能量转换装置,可以通过电化学反应将燃料中的化学能直接转换为电能。目前,SOFC大多被视为固定式发电技术,然而因其具有燃料灵活性、高效率和高能量密度等特点,在移动式发电领域如辅助动力、无人机动力、远程电源等也具有广阔应用前景。与固定式SOFC应用相比,移动式SOFC研究进展起步相对较晚,技术较不完善。移动式SOFC系统通常包括电堆、重整器、供气装置、尾燃器、换热器和储能组件等核心组件。开发SOFC移动系统需要考虑系统的鲁棒性、易用性以及发电能力等,而移动式SOFC系统部件相对较复杂,这些部件的耦合匹配特性又会显著影响系统的紧凑性、启动特性及体积/质量功率密度。从热特性、启动策略及高功率密度混合动力系统集成等方面对国内外移动式SOFC系统集成技术的研究进展进行综述。最后,基于对现有研究成果的总结提出了未来移动式SOFC系统集成中存在的挑战,及在材料与工艺的改进、新型启动策略和混合系统设计与优化等方面的发展方向。

摘要：能源领域贡献了中国近90%的碳排放,对能源系统能流与能效的多维刻画及分析对碳中和路径的顶层设计具有极其重要的作用。能量具有“数量”与“品质”的双重属性,将能量的数量分析法和品质分析法相结合,分别从热力学第一定律能流和热力学第二定律㶲流的视角,研究并刻画了2010年和2020年中国能源系统的能流图和㶲流图。并从能源生产、加工、转换、消费等角度,对比分析了中国能源系统能源各链条能流、能效与损失的特征。发现2010年和2020年中国终端能源效率从74.52%提升至79.04%,同时能源结构向绿色低碳转型。但同期中国能源系统的㶲效率仅分别为17.44%和23.91%,能源转换的㶲损失仍较大,存在大量的电能低质利用、热能不匹配利用、能源原料燃烧利用等过程。最后,就双碳目标下中国能源效率从能流视角走向㶲流视角的提出了相关建议。

摘要：直流电点火具备快速点火能力,有望取代传统催化燃烧以实现高含能离子液体推进剂的无催化快速启动。针对新型多模式硝酸羟胺(HAN)基离子液体推进剂,开展了大气条件下直流电点火实验研究。首先,测试了不同输入电压下的牺牲电极(铜和铝)和惰性电极(不锈钢、铂、银、钨、钼和石墨)的电学响应特性,获得了不同电极材料对应的最低点火电压。结果表明,采用钼和铜电极均能在输入电压80 V下实现电解点火,且临界电解响应时间小于1 s。进而,通过测试不同材料的阴阳电极组合,揭示了铜作为牺牲电极促进电化学反应的规律。最后,使用高速摄影技术捕捉了电解点火过程中气泡的生成和演变,发现阳极表面产生气泡更为剧烈。基于测试的8种电极材料实验结果,发现阳极是咪唑基离子液体电解产生气态产物的主要区域,对于离子液体的点火设计提供了理论支撑。

摘要：结霜现象广泛存在于自然界和工业领域,往往造成负面影响。为准确预测和分析重力对结霜过程的影响,在自然对流条件下设计了温度为-25℃和-15℃水平、竖置和倒置冷板表面微尺度结霜实验。结果显示:液滴冷凝和汇聚、冻结液滴尖端生长和霜层生长阶段约在220秒内结束,且霜厚小于450×10^(-6) m。重力方向与霜枝晶生长方向一致时,重力将促进霜层生长,但也会导致大尺寸液滴形成和霜枝晶掉落。-15℃倒置冷板上,在液滴冷凝和汇聚阶段形成的液滴最大直径达到361.56×10^(-6) m。在霜层完全生长阶段,枝晶的周期性倒融和掉落导致霜厚的激增和激减,以及霜层表面粗糙度的波动。-25℃倒置冷板上,霜层表面粗糙度曲线的峰谷差达到了68.68×10^(-6) m。本研究成果可为预测换热器表面具体结霜特性提供参考。

摘要：“互联网+智慧能源”(即能源互联网)的发展理念,集中体现着数字化技术对能源系统的设计、运行和发展的全局优化。从能源系统热力学熵和信息系统信息熵的理论及视域,阐释能源互联网综合能源系统及其对应能源物联网的熵增与熵减机制。首先,在熵视域下揭示能源互联网所体现出的信息熵与热力学熵之间的内在关联,即通过信息的引入充分激发能量系统的自组织性,减少能源网络的无序程度。同时,以能源互联网范畴中的多能互补综合能源系统和数字孪生能源物联网为对象,以熵理论揭示信息物理融合系统中信息流与能量流的协同作用,并以先行先试阶段的国家能源互联网示范工程为例,分析了信息流构建方法及其在改造能量流方面的具体应用。最后,就信息流改造能量流的能源互联网业态发展提出建议,为能源互联网的提质增效提供参考。

摘要：城市燃气企业正面临“双碳”目标驱动、油气体制改革、产业监管趋严与数字科技升级的全新形势,通过数字化转型实现自身的全面降本、提质、增效,已成为应对外部环境变化的必要手段。为进一步探析城市燃气企业数字化转型的内在逻辑与实践方略,以业务及运营视角切入,分析了城市燃气企业数字化转型的现状,剖析了数字化转型的关键问题。研究结果表明,城市燃气企业的数字化转型不是简单的系统叠加与平台构建,而是涉及思维认知、业务管控、组织架构等多个维度的全面变革。建议城市燃气企业在统筹谋划顶层设计的前提下,优先夯实思想、业务、价值、安全与组织维度的转型基础,前瞻推动管网、运行、客服等既有业务单元以多形态网格形式运作,最终全面实现数字化转型。

摘要：空气源热泵在低温高湿环境下运行制热工况时,存在其室外空气侧翅片管换热器表面结霜这一难题,无数国内外学者投身于热泵除霜研究,尤其针对具有改造简单、除霜效率高、不需外加辅助热源等诸多优点的逆循环除霜.文中围绕性能优化对比实验研究、性能优化数值模拟研究、控制策略优化研究等三方面,对既有空气源热泵逆循环除霜的前沿研究成果进行了综述.结果表明,相变蓄能逆循环除霜方法因解决了除霜时能量不足的根本性问题,成为性能优化对比实验研究部分的重点;针对竖置式多环路换热器除霜过程的阶段划分、化霜水流动对除霜过程的负面影响、逆循环初始阶段换热器间金属蓄热量的迁移、除霜过程数理建模的验证与外推等,成为性能优化数值模拟研究方面的重点;为优化逆循环除霜起始与结束阶段的控制策略而对霜层厚度与结霜总量的精密测量,以及对四种典型误除霜现象的消除等成为控制策略优化方面的研究重点.最后,对空气源热泵逆循环除霜的未来研究进行了展望,尤其指出需加强对热泵结霜前期竖置翅片表面微小冷凝水滴的粒径与分布等生长状态,水滴形变、滑移、破裂、凝并、撞击等动力学行为变化规律,及水滴成核与相变时内部温度场分布等热力学行为变化规律的综合研究.本综述旨在为空气源热泵逆循环除霜领域的系统设计优化与结霜除霜机理研究提供借鉴与参考.