伏安曲线与交流阻抗联合解析燃料电池阻力

探讨了采用伏安曲线拟合法和交流阻抗谱拟合法得到的燃料电池电化学极化电阻、欧姆极化电阻和浓差极化电阻之间的关系。研究结果表明,采用这两种方法可得到相近的电化学极化电阻,但欧姆极化电阻和浓差极化电阻的差别比较大。从伏安曲线上得到的欧姆电阻比从交流阻抗谱曲线上得到的欧姆电阻大,高出的部分为电池的接触电阻。从交流阻抗谱曲线上得到的浓差极化电阻只包括了迁移离子在电极内部和表面上的扩散阻力,不包含气体扩散的阻力;从伏安曲线上得到的浓差极化电阻不适合外推至低电流密度和超出实验数据点的高电流密度范围。     

交流阻抗谱法研究燃料电池的极化阻力

电化学阻抗谱(Electrochemical Impedance Spectroscopy,EIS)是用于研究燃料电池电性能的一种重要手段,因其包含了大量的电池极化阻力等方面的信息。通过对电化学阻抗谱的分析可以得到电池的欧姆极化电阻、电化学极化电阻和浓差极化电阻等数据。分析了固体氧化物燃料电池常见的各种形状的交流阻抗谱,给出了各自的等效电路,并通过对等效电路的拟合求得了电池的极化电阻。与文献中普遍采用的直接读图法相比,拟合法得到的电池极化电阻数据更准确、更合理。     

应用极化电流辨识油纸绝缘系统等值电路参数

变压器油纸绝缘系统的介质响应特性可以用扩展德拜模型等值电路来描述,研究变压器油纸绝缘系统等值电路参数的辨识方法具有十分重要的意义。文中提出一种应用极化电流辨识变压器油纸绝缘系统扩展德拜等值电路参数的方法,利用极化电流曲线末端主要取决于大时间常数指数项的特点,先在曲线末端不为零处选取初始点计算得到大时间常数支路参数的估计值,再以估计值为基础进行多次修正计算,待参数计算值稳定后再进行检验计算,从而求得各个参数较为准确的数值解;逐条计算,可以求出所有极化支路的参数。文中应用该方法对多台变压器进行等值电路参数辨识,计算得到的等值电路参数与实际值误差较小,拟合极化电流曲线和测量极化电流曲线基本重合。     

全钒液流电池阳极电偶中VO2+氧化反应动力学研究

利用动电位极化和循环伏安法对全钒液流电池阳极VO2+/VO2+电偶的氧化反应的动力学行为进行了研究.动电位极化曲线的分析表明:在η＜0.130 V时电荷转移步骤为电极过程的控制步骤;在0.130 V＜η＜0.330 V时电极过程受电荷转移和扩散步骤混合控制;当η＞0.330 V时扩散步骤为电极过程的控制步骤.利用动电位极化和循环伏安法的实验结果计算出25℃时实验溶液中VO2+/VO2+氧化反应的相关参数:交换电流密度为5.34×10-5 A/cm2;平衡电极电位0.717 V;电荷传递电阻为462.8Ω·cm2;电荷传递系数0.57;VO2+的扩散系数3.52×10-11 cm/s;反应平衡常数6.71×10-7.分析VO2+的氧化反应历程,实验证明了VO2+的氧化反应为单电子不可逆反应,并具有随后可逆化学反应的电化学反应的特征.     

全钒液流电池极化损失研究

在全钒液流电池充放电性能研究基础上,采用原位电化学交流阻抗测试方法开展了全钒液流电池活化极化、欧姆极化和浓差极化的定量分析。结果表明,钒电池在较小充放电电流密度下,活化极化和欧姆极化是导致电压损失的主要原因。随着电流密度进一步增大,活化极化趋于平缓,而欧姆极化迅速增大,同时浓差极化也开始变得显著。在此基础上,针对充放电过程中的各类极化提出了系列解决方案,为高效率大功率全钒液流电池堆的开发奠定了基础。     

带夹具对锂离子电池循环性能影响研究

在25℃条件下,分析带夹具对43 Ah三元镍钴锰酸锂/石墨锂离子电池循环性能的影响.通过小倍率恢复数据表明,带夹具可以明显改善极化对电池循环过程造成的影响.通过微观形貌、晶体结构、比容量、元素含量和容量微分曲线对拆解后的各种材料进行分析表征.结果表明,循环后正、负极材料其晶体结构并没有发生明显变化,但材料极化变大导致比...     

非线性电阻伏安特性的计算机拟合

电工学中经常遇到非线性电阻的问题,因此,就要寻找一个能够较好地描述非线性电阻伏安特性的函数。这对于解决有关非线性电阻的电工学问题是十分需要的。为此,本文探讨了非线性电阻伏安特性的计算机拟合的方法和有关的计算机程序;特别是本文对于某些拟合曲线,其函数表示式中含有修正值K时,怎样拟合的问题进行了探讨,给出了解决此类较为困难的问题的计算方法和程序。这样,就能借助计算机,快速准确地找出一个拟合函数。这对于研究非线性电阻问题是非常有用的。     

一个带衰减因子的电池分段数学模型研究

针对传统的电池等效电路模型不能直观反映电化学极化和浓差极化对电池端电压影响的缺点,提出了改进的电池模型.依据电路理论,对电池放电、放电停歇、充电、充电停歇4个不同阶段的进行电路分析.通过公式推导,建立了一个带衰减因子的电动汽车镍氢电池分段数学模型.设计了脉冲充电及脉冲放电实验,给出了参数辨识方法.并对比模型预测数据与实测数据,结果表明模型预测数据接近实测数据,模型的精确度较高.     

用于铁磁谐振过电压计算的电压互感器模型

根据电磁式电压互感器(PT)等效电路模型的特点,首先给出了PT的等效电路模型和各个参数的计算方法,推导出了PT励磁支路非线性参数的计算过程。然后在Matlab编程环境下使用M语言编制程序来计算PT励磁支路非线性电阻的伏安特性曲线和非线性电感的励磁特性曲线。此后以10 kV电压互感器为例测试了其低压绕组的伏安特性和损耗功率值,对测试结果进行了分析后用编制的程序计算了励磁支路非线性电阻的伏安特性曲线和非线性电感的励磁特性曲线。最后给出了计算励磁特性时需要的注意事项。     

不同充电模式对锂离子电池极化特性影响

锂离子电池大电流快速充电成为近年来的发展趋势,但大电流充电很容易在电池内部引起严重极化,影响电池的性能与寿命。本文研究不同充电模式对锂离子电池极化特性的影响规律,首先,建立基于LiMn_2O_4/石墨电池的电化学-热耦合瞬态计算模型,充分考虑充电过程中电池内部的电化学过程和内热源实时变化,通过变电流充电时电池端电压变化和电解液浓度的空间分布规律,研究电池内三种极化的时变特性。然后,研究不同恒流充电倍率下电池端电压和极化电压随SOC的变化规律,提出表征电池极化程度和极化电压对电池充电过程影响的变量P_A与SOC_c,定量分析不同充电条件下极化电压对锂离子电池充电过程的影响。最后,研究Reflex快速充电条件下极化电压的变化规律,分析不同正向充电时间t_(ch)对电池极化及充电过程的影响,并给出了建议t_(ch)值。结果表明,极化电压受充电电流和SOC的直接影响,而其变化又直接影响电池端电压的变化,Reflex快充方法能有效抑制电池极化,减弱其对充电的影响。     

TiO2压敏陶瓷的极性及其阻抗谱分析

采用电子陶瓷工艺制备了施主-受主共掺TiO2基压敏-电容双功能元件。电流-电压（I-V）以及阻抗-电压（Z-V）、相角-电压（-V）、电容-电压（C-V）、介电损耗角正切-电压（D-V）等阻抗谱分析表明,TiO2压敏陶瓷存在典型的极性特征,可通过＂微极性区域＂模型对其进行解释。     

Simulating Ion Permeation Through the ompF Porin Ion Channel Using Three-Dimensional Drift-Diffusion Theory

Ionic channels, natural nanotubes found in biological cells, are interesting to the electronics community because they display a range of device-like functions. The purpose of this paper is to illustrate how the solution methodology, developed for 3-D drift-diffusion models of semiconductor devices, can be applied to ion permeation in ionic channels. For this study we select the ompF porin channel, found in the membrane of the E. coli bacterium. The self-consistent 3-D model is based on the simultaneous solution of Poisson's equation, which captures Coulomb interactions, and a current continuity equation for each ion species, describing permeation down an electrochemical gradient. Water is treated as a uniform background medium with a specific dielectric constant. For demonstration, a simple model is assumed for the mobility/diffusivity of each ionic species and we compute the current-voltage relations for ompF porin in a wide range of conditions. Agreement with experimental measurements is surprisingly good given that the model uses the ion diffusivity as the only calibrated parameter.     

An engineering equation for corona devices

Engineers who either design or apply any charge-generating device are faced with characterizing the charge output of their device. This charge output per unit time is the net current output of the device. Such devices are referred to as corona-generating devices, corona chargers, or simply corona devices, and unfortunately they do not follow Ohm's Law; instead these devices display a nonlinear IV or current-voltage curve. This article deals with the development of a nonlinear IV equation that allows the characterization of the device over a large voltage range. To obtain the equation the unipolar charge injection equation is modified to account for the potential necessary to create charge injection. For a gas this potential is shown to be equal to the corona onset potential. The resulting equation is applied to some data discussed by Schaffert in his book on electrophotography and to new data from corona wires at high positive potential. Good agreement is obtained both near and away from the onset potential. The equation suggests that in the charge injection region the resistance is linearly related to the length of the injection region. The new corona data supports this hypothesis. The data also indicates the charge development region is fixed for a given geometry     

继电保护装置用微型电流—电压变换器暂态特性分析

微型电流—电压变换器由于原理上的优点,在微机继电保护装置中得到了广泛的应用。微型电流—电压变换器具有磁芯,在短路电流的暂态过程中,磁性元件性能的非线性,影响微型电流—电压变换器的传变性能,使之传递信息不准确,波形畸变,继电保护装置会发生错误的动作,影响装置工作的可靠性。分析研究微型电流—电压变换器在暂态条件下的特性,对改进和合理使用微型电流—电压变换器,提高继电保护装置的工作可靠性很有意义。     

小波软阈值去噪在电压变换器选型中的应用

针对电压变换器选型中存在的问题,采用基于小波软阈值的去噪理论对电压变换器的实测数据进行了拟合和去噪,从而提高了变换器线性度、拟合精度并减小了残差。实际应用系统实验结果和分析表明,对价格低廉、线性度不高的电压变换器,选用去噪后的拟合方程来反映其电压变换关系完全满足实际系统控制与保护要求,大大降低了装置的成本,提高了应用系统的性能价格比。     

基于常压TGA的煤焦-CO2加压反应动力学数据求解

采用NETZSCHSTA449F3同步热分析仪进行煤焦－CO2反应热重实验,气体总压保持0．1MPa,CO2分压分别为0．017MPa、0．042MPa、0．058MPa、0．100MPa,通过n级速率方程和Langmuir—Hinshelwood（LH）速率方程拟合实验结果,合理推导至加压工况,获得加压情况下的反应动力学参数,并利用拟合公式进行较大温度和气体分压范围内任意工况下不同煤种的煤焦－CO2气化反应活性比较。LH速率方程可更精确地描述CO2分压的影响。CO2分压对反应速度的影响程度随分压的升高而降低,温度对煤焦－CO2气化反应活性的影响程度大于CO2分压。煤种的化学反应活性在不同的温度和CO2分压下强弱次序不完全一致,不能采用某一特定工况下的结果统一概括。     

Shot noise in resonant tunneling diodes using the non-equilibrium Green’s functions calculation

The non-equilibrium Green function (NEGF) technique is used to solve the quantum transport equation in resonant tunneling diodes (RTDs). The charge interaction is treated self-consistently to include rigorously the space-charges effects. Reasonable results for the potential profile, the transmission probability, and the current-voltage characteristics have been obtained. The effect of temperature on the current-voltage (I-V) characteristics is investigated. Particularly, the current noise spectral density has been extracted following both coherent and sequential tunneling approaches. Our conclusion of the dominance of the coherent and sequential tunneling according to the transport regime is consistent with recent theoretical analyses and experimental data.     

SA-210C钢高温单轴蠕变Norton方程参数研究

针对SA-210C钢缺乏高温蠕变数据的情况,结合SA-210C钢的蠕变损伤和本构方程,通过对SA-210C钢进行高温单轴蠕变拉伸试验和数值拟合,得到其高温蠕变Norton方程参数,为评估SA-210C钢的蠕变寿命提供依据。     

励磁系统参数时域辨识

文章以沙岭子电厂7号发电机为例, 以建立BPA自并励励磁系统模型参数为目的, 介绍了一类基于时域分段线性多项式函数(PLPF)的辨识方法。PLPF法是一种将传递函数模型经微分方程转化为多重积分方程, 再利用线性多项式插值函数来逼近原函数, 将多重积分方程转换为代数方程,然后利用动态响应的离散数据拟合函数进行分段处理的方法。根据自并励励磁系统模型输入输出时域动态响应数据, 采用该方法直接对沙岭子电厂7号机的励磁系统进行相关参数辨识。这就给出了将一套非标准励磁系统通过参数辨识转换为中国电力科学研究院开发的仿真软件BPA下标准模型的实例, 最后进行了仿真验证, 结果证明了时域PLPF法辨识结果正确, 可以用来进行发电机组励磁系统参数的辨识。     

Postbreakdown current in MOS structures: extraction of parameters using the Integral difference function method

This paper deals with the extraction of parameters and simulation of the postbreakdown leakage current in pMOS devices with ultrathin oxides. The model considered is based on the generalized diode equation, i.e., a diode-like equation with series resistance. The current-voltage (I-V) characteristic can be expressed in a closed-form expression, which makes it is suitable for circuit simulation environments. Model parameters are extracted using the integral difference function (IDF) method. Because the exact expression for the I-V characteristic is used for computing the IDF, the method does not involve any kind of approximation. The effect of including a nonlinear correction term to the voltage drop across the structure is also discussed.