线–板式电除尘器中RS芒刺电极放电特性研究

线–板式电除尘器中管状芒刺类电极几何形状复杂,其电场特性的数值计算面临几何建模的困难,而对电极放电特性的研究是建立合理几何模型的基础。针对实际RS芒刺电极,建立了实验平台,对电极放电特性进行了实验研究,观察确定了电极的放电部位,测量了电场伏安特性和极板电流密度分布,对比分析了电极不同部位的放电情况;利用半球面代替芒刺尖端,通过数值方法获得了电极表面静电场分布。研究结果表明,RS芒刺电极的放电位置主要集中在芒刺尖端区域;无芒刺尖端时,芒刺片会放电;无芒刺片时,芒刺管将放电;而极板电流密度分布与芒刺位置有显著对应关系,离芒刺越近,极板电流密度越大,且沿RS电极长度方向,极板电流密度分布并不均匀。     

动力电池研发的关键性因素探索

在锌空气动力电池体系下,利用气体扩散电极面向空气的表面敷聚四氟乙烯膜和不敷聚四氟乙烯膜的放电对比实验,表明气体扩散方式并非影响电池放电效率的关键因素,并通过两种电极放电后的表观内阻值比较说明内阻因素对放电效果的影响;从理论分析角度阐述动力电池用气体扩散电极电流密度在当前普遍值状态下,气体扩散对电极效率的影响并非主要因素。通过实验和理论的结合阐述了研发动力电池过程中,内阻因素是关键因素,需更多关注。     

H2-CO燃料气对SOFC性能影响研究

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种能量转换装置,使用碳氢燃料,具有很大的发展潜力.为了探究H2-CO燃料气与电极温度、进出口组分、电流密度、功率密度和超电势之间的关系,以期对SOFC的设计和运行提供帮助,建立了三维模型,并通过实验验证了模型的有效性.随燃料流量的增加,电极温度、功率密度、阴极浓差超电势先增大后减小,进出口组分改变量、燃料利用率、阳极浓差超电势减小,电流密度、活化超电势和欧姆超电势增加.H2占比越大,电池性能越好.     

基于单极性输运模型的聚乙烯空间电荷输运特性研究

采用单极性载流子输运模型仿真了聚乙烯短路后的空间电荷的输运特性,比较了不同对流项离散格式数值解的准确性,并研究了放电电流的影响因素。研究结果表明,电子连续性方程为对流占优的对流扩散方程,应采用三阶迎风格式离散对流项。采用欧姆电极时,空间电荷消散所引起的放电电流衰减比阻塞电极快。随着电子迁移率和初始电荷密度的增加,相同时刻的放电电流密度越大。随着温度的增加,放电电流密度减小。该结果可为深刻认识等温松弛电流法和热刺激电流法实验结果提供理论基础。     

电沉积锌电极在大功率蓄电池中的应用研究

研究了不同电解液浓度、电沉积电流密度等条件对电沉积锌电极性能的影响,并在此基础上,选择出锌电极组装成试验电池进行充放电测试,考察了电沉积锌电极的实际工作性能。通过实验得出:采用ZnO饱和的密度为1.20 g/cm3的KOH水溶液作为电解质溶液,电沉积电流密度为100 mA/cm2时,电沉积出的锌电极可以应用于大功率锌系列蓄电池。     

染料敏化太阳电池光电极厚度的研究

根据电子在半导体中的扩散理论,建立了模拟染料敏化太阳电池(DSSC)J-V输出特性的数学模型。研究表明,随着光电极厚度(d)的增大,开路电压(VOC)下降;短路电流密度(JSC)先迅速增大,后缓慢减小;最大功率输出值MPP则先迅速增大,再迅速减小,表明d对DSSC光电转化效率影响显著。对DSSC的各参数进行了分析,发现操作参数,如光强、温度,对最佳电极厚度的确定没有影响,而物性参数,如光吸收系数、电子扩散系数及电子生命则决定了DSSC光电极厚度的大小。将模型结果与文献实验结果进行了对比,两者符合良好,说明模型结果可靠,可以为DSSC的优化设计提供理论依据。     

直流电源作用下电凝聚法净化染色工业废水的负载特性分析

基于电化学原理建立了电凝聚法净化染色工业废水中计算电解电压的理论非线性模型.根据实验所测电压-电流密度数据,利用最小二乘估计法对模型参数进行了估计,得到了相应地线性模型与非线性模型.分析了在给定的电流密度范围内,非线性模型简化为线性模型时的相对误差.利用实验结果进一步验证了简化的线性模型在给定电流密度范围内的正确性.最后结合线性模型给出了负载等效电路.本文得到的计算电解电压线性模型和负载等效电路模型简单直观,对于电凝聚电源的设计具有较好的参考价值.     

锌箔电极大电流密度放电性能研究

采用锌箔制备锌电极,并对锌箔电极的制备工艺和大电流密度放电性能进行了初步研究。研究结果表明:锌箔经漏孔工艺处理,并通过点焊和冷压方式与导网压制成锌箔电极,可以进行大电流密度(248mA/cm2)放电,电极的利用率达55%以上;放电结果还表明:与压成式锌电极相比,锌箔电极大电流密度放电电压有明显提高,可以用于大功率锌银电池中。     

全钒液流电池电化学极化理论研究

以全钒液流电池电化学反应机理为基础,建立了电池二维数值模型,并应用此模型研究了电解液钒离子浓度、充放电电流密度以及碳毡孔隙率对电极极化行为的影响。结果表明,电极孔隙率不仅影响电极极化电压分布,而且也是决定电池充放电性能的重要因素之一。     

气体扩散电极的电流密度分布研究

为探究气体扩散电极中小孔电极电流密度与反应速度及传质的关系,用数值计算的方法,给出了氧电极不同反应速度下的小孔电极电流密度分布。首先根据相关参数,估算出反应的最大传质速度,而后给出了当反应速度大于,等于及小于最大传质速度时的电流密度分布。发现当反应速度等于及大于最大传质速度时,电流密度分布不变,且反应集中于三相交界线附近;当反应速度小于最大传质速度时,电流密度分布随反应速度的减小而改变。     

多针电极结构双极电晕放电伏安特性

为提高电晕放电的能量密度和放电稳定性,提出了针阵列电极结构的双极电晕放电方式并研究了多针电极结构双极电晕放电的伏安特性。实验得出放电电流I随针尖半径a和电极间距d的增大而减小,随相邻针尖间距s的增大而增大,但当s≥40 mm时,相邻针尖的相互作用已很小,I几乎不变;d对火花击穿电压的影响较大,a对其的影响较小。由于电极结构的对称性,高压电极的极性对放电无明显的影响,正负电晕放电的伏安曲线和火花击穿电压均较为接近。将多针电极双极电晕放电电流I等效成电极间距为d/2的多针对板正、负电晕放电电流I1和I2相加,分析了I>I1+I2的原因,并推知其电离区内电子密度也有相应规律。     

多高压电极系统电晕放电的研究

研究了多高压电极的放电特性现象。结果表明，由于各高压电极间受电场相互屏蔽作用的影响，使电晕放电通道的光学图形发生了向电极外侧偏移，同时各高压电极间距处在一定范围内可提高电晕放电起始电压。还利用分割电极的方法测量了平面电极上的电流密度，其极大值点可相应向外侧偏移，在负极性放电时在一定条件下能产生正流注放电。     

小孔气体扩散电极的放电机理探索

借鉴植物叶片高效传输的机理,以包含规则排列的贯通直孔的镍片作为骨架材料,与自制催化剂组成小孔气体扩散电极,在锌空气电池体系下与常规泡沫镍电极的放电性能进行比较,并考察不同孔径的小孔气体扩散电极之间的放电特征。结果表明,小孔气体扩散电极相比泡沫镍电极存在更好的放电性能,降低了电极在大电流密度工作时的极化过电位。当电流密度在低于1 000 mA/cm2工作时,放电性能与孔径大小成线性关系,孔径为50μm时,放电效率最佳。总结了小孔气体电极相对泡沫镍气体扩散电极放电效率明显改善,并随着孔径变化放电性能呈现尺度效应,内部结构稳定,间歇放电性能变化较小。     

Experimental modeling of high-voltage corona discharge using design of experiments

Many studies, both experimental and numerical, were devoted to the electric current of corona discharge and some mathematical models were proposed to express it. As it depends on several parameters, it is difficult to find a theoretical or an experimental formula, which considers all the factors. So we opted for the methodology of experimental designs, also called Tagushi’s methodology, which represents a powerful tool generally employed when the process has many factors to consider. The objective of this paper is to model current using this experimental methodology. The factors considered were geometrical factors (interelectrode interval, surface of the grounded plane electrode, curvature radius of the point electrode), climatic factors (temperature and relative humidity), and applied high voltage. Results of experiments made it possible to obtain mathematical models and to analyse the interactions between all factors.     

金属-水固态贮备电池的研究

研究了一种固态贮备电池,采用含水的凝胶聚合物电解质膜作为正极活性物质,锂、镁等活泼金属作为负极.当用锂作为负极,LiClO4-聚甲基丙烯酸甲酯凝胶聚合物(PMMA)作为固体电解质时,最大放电电流密度为1.2 mA/cm2,以0.05 mA恒流放电时,3.0 V电压平台比容量为0.83 mAh/g;当使用镁作为负极,蒙脱石作为固体电解质时,以0.05 mA恒流放电,1.0 V以上放电比容量为6.00mAj/g.电池反应所引起的负极金属表面阻抗的增加,是放电容量减小的主要原因.     

脉冲电源驱动多针—平板电极介质阻挡放电影响因素研究

笔者采用μs振荡脉冲电源驱动多针—平板电极,产生空气中介质阻挡放电(DBD),测量了不同条件下放电的电压电流波形,拍摄了放电发光图像,并进一步计算得到放电功率和传输电荷量等主要放电参量,研究了多针电极密度、外加电压幅值和气隙距离对多针—平板电极DBD放电特性和放电参量的影响,并结合放电机理对所得到的实验结果进行了分析....     

基于可溶性铅(Ⅱ)离子电解液的铅酸液流电池

使用恒流充放电方法研究了电流密度、负极集流体材料(石墨、紫铜和镍)及电解液中甲基磺酸浓度对铅酸液流电池充放电性能的影响.结果表明:大电流密度下工作时由于极化作用,电池的性能下降较大;使用紫铜为负极集流体的电池性能较高;随电解液中甲基磺酸浓度的增加电池的库仑效率轻微下降,电压效率小幅上升.     

基于有限元及数值计算方法的空气中的负极性电晕放电研究

以导线一平板电极系统为模型展开对负极性电晕放电的研究。利用有限元分析方法处理泊松（Poisson）方程,并使用简化特征值法解空间电荷密度不断更新的恒定电流方程,这种简化特征值法忽略了离子的扩散。数值模型考虑了电离区域,在有限元法中引入一个和临界最小电离场直接相关的电位定义为狄拉克（Dirichlet）边界条件。当忽略计算起始电压的一些误差时,计算数据和实验数据非常吻合。     

介质阻隔面放电的结构参数

为提高介质阻隔面放电激励器的流动控制效果,采用漂移-扩散模型对9种电极结构的放电过程进行了数值计算,得到了随时间变化的放电空间电子数密度、电场、电极电流以及离子静电力,探索了等离子体放电的作用机理,研究了暴露电极、植入电极的宽度以及两个电极之间的间隙宽度对放电过程和放电效果的影响。结果表明,放电过程可能存在非线性作用,缩短暴露电极宽度、减小电极间隙能够提高放电效果,但电极最好不要重叠,电极间隙有一个最佳值;植入电极宽度存在最大值,超过该值会降低放电效果。计算结果与实验结果基本相符。