复合酸掺杂聚苯胺正极材料的制备及性能

以苯胺为单体,硫酸和磺基水杨酸进行复合掺杂,电化学聚合导电聚苯胺,采用正交设计优化聚苯胺正极材料的制备工艺。采用X射线衍射、傅里叶红外光谱对导电聚苯胺电极进行了研究与表征,结果表明大分子基团的加入进一步增大了聚苯胺分子链的离域程度,提高了导电性;采用扫描电镜,电化学测试以及组成电池放电对电极表征,结果表明聚苯胺正极的最佳制备工艺条件为添加12%(质量分数)的二氧化锰,导电剂使用碳纳米管,电极制作方式采用包网模式,压制电极的压力为12 MPa,与镁合金组成海水电池,以25 mA/cm2恒电流放电,比能量为108 mWh/g。聚苯胺与二氧化锰复合使得电极的放电性能得到显著提高,电极放电比能量与氯化银电极持平。     

硫酸溶液中非铂金属上苯胺的电聚合行为

通过电化学方法对0.1 mol/L H2SO4 0.1 mol/L C6H5NH2溶液中苯胺在电工纯铁(DT3)和代号为40 Cr、紫铜和钢材420、304、321和316 L表面上的电聚合行为、上述材料在0.1 mol/L H2SO4溶液中的电化学行为进行了研究。结果表明,DT 3、40 Cr和紫铜三种材料上占主导地位的金属溶解反应抑制苯胺的氧化聚合,导致上述材料表面不能形成聚苯胺;在0.1 mol/L H2SO4溶液有很宽钝化电位区的420、304、321和316 L不锈钢都可在0.1 mol/L H2SO4 0.1 mol/L C6H5NH2溶液中进行苯胺的电化学聚合。不锈钢表面钝化膜影响苯胺聚合的起始电位。苯胺在420、304和316 L钢表面的起始氧化电位在1 100 mV左右,而由于321钢表面钝化膜中钛氧化物的存在,则使苯胺聚合的起始电位负移至700 mV。电位区间和扫描圈数相同时,基底材料不影响聚苯胺膜层的电导率,但降低阳极电位可显著提高聚合物电导率,为电化学合成导电聚合物、提高薄层金属双极板抗腐蚀性能奠定一定的基础。     

共混法制备硅酸镁锂/PAAS/KOH/H2O凝胶电解质

以硅酸镁锂(M LS)、聚丙烯酸钠(PAAS)及KOH为原料,采用共混法制备了MLS/PAAS/KOH/H2O复合无机碱性凝胶电解质.采用交流阻抗、循环伏安和恒流充放电测试对样品进行研究.室温时,制备的凝胶电解质具有与6 mol/L KOH溶液同一数量级的电导率电化学稳定窗口约为1.6V;以m(MLS)∶m(PAAS)...     

聚苯胺/Co3O4的电化学催化性能的研究

采用液相共沉淀法合成Co3O4,再采用化学聚合法合成聚苯胺(PANI),然后通过快速研磨混合制备聚苯胺/Co3O4材料作为H2O2的阴极还原催化剂。并利用X射线衍射和扫描电镜分析其结构和表面形貌,利用电势线性扫描和计时电流法测定其对H2O2在碱性KOH电解液中的还原的电催化性能。结果表明:在3 mol/L KOH电解液中,当H2O2浓度为0.4 mol/L时,聚苯胺/Co3O4材料对H2O2的阴极还原具有较好的催化性能,当用20%(质量百分比)PANI掺杂时,在-0.34 V时极限还原电流密度达-111.3 mA/cm2,且材料电化学稳定性较好。     

恒电位方波法制备聚苯胺及其超级电容器性能

采用恒电位方波法在不锈钢表面电化学合成导电聚苯胺。利用扫描电镜、傅立叶红外光谱等观察聚苯胺电极的表面形貌并进行组成分析,通过恒电流充放电曲线测试和交流阻抗测试研究了聚苯胺电极在0.5 mol/L H2SO4溶液的电化学性能。结果表明:方波循环次数、恒电位的控制范围以及电位停留时间都会对聚苯胺电极的电容值产生影响。扫描电子显微镜(SEM)分析表明,随着方波次数的增加,聚苯胺膜的厚度增加明显,聚苯胺为珊瑚状结构。     

不同氧化剂制备的聚苯胺电化学性能研究

以二氧化锰、过硫酸铵作为氧化剂,采用化学原位聚合法在室温下制备得到聚苯胺,并采用扫描电子显微镜(SEM),傅里叶变换红外光谱(FTIR)以及X-射线衍射(XRD)对其结构和形貌进行了表征.用循环伏安法、电化学阻抗和恒电流充放电技术测试了以其作为电极的超级电容器的电化学性能.结果表明,以二氧化锰为氧化剂制备的聚苯胺(简称为M-PANI)在电流密度为5 mA/cm2下的单电极比电容达260 F/g,300次循环后比电容仍有204 F/g,比以过硫酸铵作为氧化剂制备的聚苯胺(简称为N-PANI)具有更好的循环性能和更高的比容量.     

聚苯胺形态对Pt-H_xMoO_3/Pan电极上甲醇氧化的影响

用恒电流法在玻碳电极表面上制备了聚苯胺电极(Pan/GC),接着在聚苯胺电极表面用循环伏安法电沉积铂氢钼青铜,制备了Pt-HxMoO3/Pan电极.傅里叶红外光谱研究结果表明,聚苯胺的表面形态受苯胺聚合电流密度的影响,导电性呈规律性变化.当聚合电流密度为141.5 mA/cm2时,聚苯胺基本上呈金属态,此聚苯胺修饰的铂氢钼青铜(Pt-HxMoO3/Pan)电极对0.1 mol/L甲醇溶液的催化活性比无聚苯胺修饰的铂氢钼青铜(Pt-HxMoO3)电极提高了71.5%.     

锰/炭混合超级电容器阳极材料的制备及性能

采用高锰酸钾与乙酸锰溶液通过液相沉淀法制备了颗粒尺寸为100 nm左右的α-MnO_2,并以此α-MnO_2为锰/炭混合超级电容器阳极材料,采用循环伏安法研究了其在0.5 mol/L Na_2SO_4、1 mol/L KOH溶液、1 mol/L KCI溶液和2mol/L(NH_4)_2SO_4溶液中的充放电行为.结果表明:在0.5 mol/L Na_2SO_4溶液中表现出较好的电容行为,比电容为145F/g.为提高所制备α-MnO_2的比表面积和电导率,将适量具有规则结构的介孔炭(OMC)添加到α-MnO_2中,制备得到MnO_2/OMC复合阳极材料.详细研究了OMC添加量对复合阳极材料结构和性能的影响.掺炭量为20%(质量分数)的锰炭复合物阳极材料的比电容值高达182 F/g.     

CuNi-GDC双金属阳极支撑的IT-SOFC制备及性能

采用柠檬酸低温自蔓延燃烧法制备了具有纳米尺度的Cu0.5Ni0.5O-GDC阳极粉末,利用差热分析、XRD对其物相进行了分析。研究了CuNi-GDC阳极片在氢气中还原前后的孔隙率和微观组织,对其电导率进行测试,并研究了CuNi-GDC阳极支撑的电池性能。结果表明:通过柠檬酸低温自蔓延燃烧法可以在较低的温度下合成出高催化活性的纳米粉末,CuNi-GDC阳极片还原后孔隙率达到了31.08%;CuNiO-GDC阳极片在空气中的电导率较低,导电活化能为39.494 4 kJ/mol,在H2气氛中的电导率大大提高,导电活化能为3.690 6 kJ/mol,650℃的电导率达到了209.299S/cm。以CuNiO-GDC双金属阳极支撑的单电池在650℃电池的开路电压为0.7 V,最大输出功率为0.278 W/cm2,短路电流密度为1.452 A/cm2。     

离子液体在双电层电容器中的应用研究

研究了以一种咪唑类离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(EMI.BF4)为支持电解质盐,分别以碳酸丙烯酯(PC)、乙腈(AN)、二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂的3种新型电解液的电化学特性;进而使用这3种新型电解液组装了活性碳电极双电层电容器(EDLC),对电容器的性能进行了研究。结果表明:EMI.BF4在PC、AN、DMF中均具有较大的溶解度(>6mol/L);25℃时EMI.BF4/PC、EMI.BF4/AN和EMI.BF4/DMF溶液浓度分别为2.7mol/L、2.4mol/L和2.6mol/L时电导率达最大值(20.3mS/cm、66.3mS/cm和35.3mS/cm),对应的电化学窗口分别为3.7V、4.0V和3.6V。以这3种EMI.BF4/有机溶剂溶液为电解液的双电层电容器,在充电后期均未出现因“离子贫乏效应”所导致的电容器电压急剧升高现象;其中以2.4mol/LEMI.BF4/AN为电解液的电容器具有最为优良的充放电性能和相对较高的工作电压。     

微电网概率性最优的储能容量研究

针对可再生能源发电受外界环境影响较大、难以控制,接入微电网后对其安全运行带来很大挑战的问题,指出在微电网中接入储能装置可有效地解决此问题;研究了微电网孤岛运行时储能容量的确定方法,提出了一种概率性最优的储能容量确定方法：计算了微电网调度出力与负荷需求的功率差额,并根据其概率函数密度曲线确定储能系统的最大充放电功率;根据储能系统不同时刻其充、放电量累计值的概率函数密度曲线,求出其最优储能容量,使电网能实现经济效益最优和可再生能源利用率最大。采用该方法确定微电网储能容量,具有求解方法简捷、所需储能容量小的特点。     

电解铝整流系统建模与稳流协调控制策略

介绍了大功率直流电解铝供电系统结构,建立了包括电解槽负载模型、饱和电抗器（ＳＲ）模型以及有载调压变压器（OLTC）的整流系统模型,提出了稳流协调控制策略：OLTC可对系列电流进行离散性的粗调,SR可在一定范围内实现对系列电流的连续性微调,两者结合能有效地解决机组投入与退出、阳极效应发生等大扰动下的稳流精确控制问题。基于电磁暂态分析软件包（ＥＭＴＤＣ）搭建了6机组整流系统,对网侧电压波动、负荷波动等工况进行了仿真分析,仿真结果表明：所提协调控制策略能保持直流系统处于最佳的运行状态,可实现电解铝生产过程中电流的平稳。     

基于卡尔曼增益动态修正的动力电池SOC估算

扩展卡尔曼滤波法(EKF)被认为是一种精度较高的电动汽车动力电池荷电状态(SOC)估算法,但是观测方程误差会对SOC估算结果带来影响。对EKF滤波过程进行改进,根据观测方程的误差对原EKF滤波过程增设动态卡尔曼增益修正系数,提出基于卡尔曼增益动态修正的动力电池SOC估算法。仿真结果表明EKF法可以有效克服SOC初始值不准确所造成的估算误差,动态卡尔曼增益修正系数可以进一步减小由于观测方程误差造成的SOC估算误差,使估算误差保持在5%之内。     

多ARM协同架构的智能合并单元设计

为降低合并单元设备成本、增强其智能化和通用化特性,利用多ARM（高级精简指令集处理器）并行处理的优势来构建智能合并单元。采用灵活的模块化方式来进行总体架构的设计,通过光纤接口方式与其他智能电子设备建立基于快速以太网的双向通信,遵循IEC 61850通信标准进行采样值报文和GOOSE报文的高速网络化传输。结合数据处理和报文传输的要求,详细阐述了采样控制和开入开出控制等核心部分的软件处理流程。采样值及GOOSE传输等相关测试结果表明,该智能合并单元工作可靠而稳定,可满足智能变电站中合并单元在实时性强、可靠性高、通信流量大等方面的要求。     

级联Boost变换器输出电压纹波分析

级联Boost变换器含有两个LC滤波器,呈现四阶动力学特性,具有宽输入电压范围的特点。其输出电压纹波与电感、开关周期、电容和负载等因素有关,其中输出电压纹波受电容等效串联电阻影响较大。采用时间平均等效原理对级联Boost变换器进行直流稳态分析,分析了两个电容等效串联电阻对输出电压纹波的影响,由理论分析可知电容C1的等效串联电阻对输出电压纹波影响较小,电容C2的等效串联电阻对输出电压纹波影响较大。采用谷值电流控制策略,保证了变换器稳定地工作在较高直流电压传输比的情况下,避免了次谐波振荡现象。实验验证了理论分析的正确性。     

碱法提取煤矸石中氧化铝试验条件优化

工业固体废物煤矸石中存在有价值的氧化铝,如能将其替代铝土矿提取氧化铝,则将变废为宝。然而,煤矸石中的铝、硅主要以高岭土形式存在,活性很低,因此需要通过高温破坏煤矸石中高岭土结构,才能将其中的氧化铝转化为可溶于碳酸钠溶液的铝酸钙。为了使煤矸石中的氧化铝尽可能多地溶出,采用正交试验方法分别对采用石灰烧结法提取煤矸石氧化铝的活化和溶出条件进行了优化。试验结果表明：采用石灰烧结法提取煤矸石氧化铝,最佳条件下煤矸石中氧化铝溶出率可高达89.5%,试验所确定的最佳条件可供工业试验参考。     

关于“十三五”配电网发展的思考

配电网直接面向电力用户,是保障电力“落得下、用得上”的关键环节,也是改善民生的重要基础设施。面对“十三五”期间配电网发展“高质量、智能化”的需求,在梳理总结当前存在问题的基础上,从经济社会发展、高供电可靠性要求、分布式能源与多元化负荷接入、外部建设环境变化等角度阐述了配电网发展面临的挑战与机遇,提出了未来配电网发展面临的关键问题,并从规划建设角度提出了应对措施与建议。     

DZM与FM系列铅酸蓄电池在制造过程中的比较

根据多年的实际工作经验,从基本原理、客户要求及电池使用的角度出发,通过不同生产及工艺条件下反应生成物的不同,对DZM与FM系列铅酸蓄电池在生产制造过程中的不同进行了阐述。     

全钒液流电池电解液的制备和性能优化研究进展

全钒液流电池是一种新型的适用于大规模储能的电池,钒电解液是全钒液流电池的重要组成部分,电解液的制备及性能优化是全钒液流电池的一个研究热点。介绍了全钒液流电池电解液的制备和性能优化的研究进展,并展望了全钒液流电池电解液研究的发展方向。     

基于NW小世界的量子进化算法在无功优化中的研究

针对量子进化算法的早熟问题,提出了一种适于电力系统无功优化的NW（newman-watts）小世界量子进化算法。该算法引入了NW小世界网络模型,以一种新颖的随机加边方式动态改变种群个体的邻域拓扑结构,从而保证了整个优化过程中的种群多样性,提高了算法的全局搜索能力。应用该算法对IEEE-14节点和IEEE-57节点系统进行无功优化的仿真分析,结果表明,NW小世界量子进化算法在电网无功优化计算中具有较强的全局寻优能力和较高的收敛精度。