天然气水蒸气重整与SOFC耦合应用

固体氧化物燃料电池（SOFC）系统具有高能源效率和使用可再生燃料的可能性,将在未来的可持续能源系统中发挥重要作用。过去几年燃料电池的发展很快,但在成本、稳定性和市场份额方面,该技术仍处于早期发展阶段。在以天然气为燃料的SOFC系统中,燃料的重整过程和燃料利用水平都可能影响系统运行的稳定性、热量和能量平衡,从而影响系统的使用寿命、输出功率和效率。因此,对燃料重整过程的设计与控制对有效的SOFC电池运行具有重要意义。对天然气在SOFC系统中的重整器配置方式（包括外重整和内重整）、重整参数和重整燃料利用方式进行了详细的综述分析,并对未来天然气SOFC系统的发展进行了展望。     

二甲醚重整制氢新型催化剂的制备及活性研究

针对二甲醚水蒸气重整制氢中两步反应的特点,制备了Cu-Mo_2C/Al_2O_3双功能催化剂.采用XRD、SEM、TEM及XPS等手段对该催化剂的形貌及结构进行表征.结果显示,Mo_2C及Al_2O_3均匀混合,催化剂表面疏松多孔;Cu粒子均匀负载,负载Cu之后催化剂粒径减小,催化活性增强.性能测试显示在400℃及450℃反应区间二甲醚的转化率最高,接近100%,H_2的生成速率最高能够达到1 482μmol/(min·g).导致催化剂活性下降的主要原因为反应系统中的水蒸气和Mo_2C之间反应使得催化剂的表面氧物种含量大幅增加,导致催化剂表面的活性位被表面氧物种覆盖.     

CO2钙基吸附剂在急速加热下释放机理的研究

利用自主开发的急速加热和快速质谱气固相反应分析仪进行了CO₂钙基吸附剂N₂气氛中300℃/s、500℃/s、600℃/s、800℃/s高加热速率下释放机理的研究,实验发现CaCO₃的热分解速率随着加热速率的提高而提高。根据最可几动力学模型函数判定方法,求得动力学三因子为：E = 129.38 kJ/mol,n = 6/5,A = 806 129 s^-1,反应动力学模型函数为：f(α)=5/2(1-α)[-ln(1-α)]^3/5。结果表明,急速加热器中CaCO₃分解反应速率比在热重分析仪（thermo gravimetric analyzer, TGA）中快,活化能小于同条件下TGA测得的活化能,且动力学机理符合随机成核及长大模型,与TGA等慢速加热实验中测得的收缩核模型存在较大差异。     

新型苯并二噻吩类聚合物供体材料合成及其光伏性能研究

以刚性平面结构的苯并二噻吩(BDT)为给电子单元和具有稳定醌类结构的氟(F)取代噻吩[3,4-b]噻吩单元(TT)为受电子单元设计合成了两种窄带隙的聚合物供体材料.系统研究了侧链取代单元结构对聚合物供体材料光物理性能,电化学性能,活性层形貌和光伏性能影响.研究表明:相对于基于6-取代苯并噻吩侧链的聚合物供体材料PBDTBTs-TT,2-取代苯并噻吩侧链的聚合物供体材料PBDTTBs-TT具有更宽的光子捕获范围和更强的吸光能力,这有利于提高光伏器件的短路电流.以IT-4F为受体材料,基于PBDTBTs-TT:IT-4F的光伏器件能量转换效率和短路电流分别为6.43％ 和14.21 mA·cm-2;而基于PBDT TBs-TT:IT-4F的光伏器件能量转换效率和短路电流提高到了7.06％ 和15.32 mA·cm-2.