金属氢化物复合式高压储氢器的研究

为提高高压储氢容器的体积储氢密度,采用具有高体积储氢密度的储氢合金与轻质高压容器复合组成高压金属氢化物复合式储氢器.为获得高压氢源,研究了Mm-Ml-Ni-Al(Mm为富铈混合稀土,Ml为富镧混合稀土)的储氢特性,并试制了化学热压缩器.采用研制的高压氢源,对具有高吸放氢平台压力的Ce-Ni系合金的高压储氢特性进行了研究.实验结果表明:以Ml或Ca部分取代Mm以及Al对Ni的部分置换后合金活化性能和吸放氢压力滞后明显改善,(Mm-Ml)0.8Ca0.2(Ni-Al)多元合金具有较好的储氢性能,适合于作为化学热压缩合金.CeNi5基多元合金在40MPa氢压条件下,合金具有较好的活化性能和吸放氢动力学性能,合金最大储氢容量分别达到1.6wt%.将优化的储氢合金与自制的轻质高压储氢容器复合组成的金属氢化物复合式高压储氢器,当储氢合金的填充量达到0.2(体积分数)时,其体积储氢密度提高50%.     

基于多维传感技术的换流站高压开关柜火灾预警装置的研究

随着智能化数字化换流站站模式的发展,站内高压开关柜火灾预警不灵敏、火情发现迟、灭火处理慢的现状已经暴露,作者针对高压开关柜的结构特征、火灾产生原因、火灾特点,根据目前换流站站运维模式,对基于多维传感技术的适用于高压开关室的火灾预警与自动灭火技术展开研究,提出一种设计方案,为高压开关柜火灾预警提供参考.     

基于共轭传热的火灾条件下复合材料储氢瓶的传热行为

复合材料储氢瓶为氢燃料电池汽车的关键部件,其在火灾条件下的瞬态传热行为的精准预测对储氢瓶的失效判断至关重要.文中提出了一种基于多重区域的实时双向耦合共轭传热模型,用于模拟复合材料储氢瓶在火灾条件下的瞬态传热特性.共轭传热模型采用大涡模拟(LES)对瓶外流体计算区域的火灾进行了数值模拟,并对复合材料缠绕层、高密度聚乙烯内胆和瓶内高压氢气3个计算区域分别建立了基于有限体积法的三维导热方程.复合材料缠绕层的导热模型考虑了高温热解和热解气的对流及冷却作用,并采用了依赖于复合材料成分和温度的可变物性.结合某商用Ⅳ型储氢瓶的池火火灾试验,验证了所提出的共轭传热模型的可靠性,并对其瞬态传热特性进行了数值研究.     

高压细水雾系统抑制货架障碍火的实验研究

货架火是商场超市火灾中的主要燃烧形式,对其行为规律的研究有助于该类建筑防灭火工作的开展。分析了利用高压细水雾系统灭货架火的可行性;搭建了高压细水雾灭火的实验平台,通过实验研究了高压细水雾系统控制与扑灭商场超市货架火灾的可能性;测试了细水雾的施加对该类火灾现场温度、辐射热通量强度及烟气浓度变化的影响情况;比较了货架的不同摆放形式对火灾参数的影响。实验结果表明,利用高压细水雾系统灭货架火是有效可行的。     

火灾下明框浮法玻璃热破裂的数值模拟研究

玻璃的热破裂行为对建筑火灾的发展和蔓延具有显著影响．本研究使用ABAQUS有限元数值模拟软件，基于实验数据，构建数值模型，对明框浮法玻璃在火灾下的温度场、应力场、破裂时间和裂纹起裂位置进行精确计算和预测．本研究首先通过传热分析得到玻璃的温度场并与实验结果进行对比验证；再借助顺序耦合的热应力分析方法，计算得到玻璃内部的应力分布，并发现火灾下明框浮法玻璃最大主应力为拉应力，主要位于玻璃边缘区域．模拟结果发现，当温差产生的热应力达到玻璃表面所能承受的临界拉应力时，玻璃会发生起裂现象．该研究根据计算的应力分布成功预测玻璃首次破裂时间，模拟结果与4组对应实验的平均绝对百分比误差为10.2%，结果吻合较好．该研究发展并验证了明框浮法玻璃火灾下的数值预测模型，揭示了明框玻璃的热破裂机理，为进一步更加精确的玻璃热破裂行为的预测提供技术支撑．     

热气溶胶灭火装置对风电机组火灾的灭火能力研究

近年来我国风电机组火灾事故频发,解决风机的消防安全问题迫在眉睫。文章建立了国内首套风电机组火灾模拟试验装置,并且试验测试了热气溶胶灭火装置在非通风和通风条件下对风电机组火灾的灭火能力。试验结果表明:热气溶胶灭火装置能够对风力发电机组进行全淹没灭火保护,灭火药剂的用量应考虑风机工作运行中的实际通风情况。热气溶胶灭火装置宜与通风系统实现联动控制,只有在通风系统关闭后,才能启动灭火;若无法实现联动,为了保证灭火浓度,需增加药剂用量以补偿药剂损失。     

多壁碳纳米管吸附储氢性能的研究

采用容量法研究温度在273～300K范围内,压力升高到10MPa时多壁碳纳米管的吸附储氢性能.采用SEM、 TEM和低温N2吸附对碳纳米管的微观结构进行表征.结果发现,在相同压力下吸附量随温度的增加而降低,表明碳纳米管的吸附主要是物理吸附.采用Clausius-Clapeyron方程解析了氢气在碳纳米管上的等量吸附热,平均值为9.1kJ/mol.     

“双碳”背景下数据中心氢能应用的可行性研究

氢气是可再生能源电力的优质载体,也被认为是未来数据中心行业实现碳中和的重要助力。以节能降碳为主要出发点,介绍数据中心氢能应用的意义、前景及相关研究现状,分析氢能产业链中制氢、储氢、用氢等各环节对数据中心氢能应用的影响,最后阐述氢能作为数据中心备用电源、集中式电源以及分布式电源等不同应用场景的概念性方案,并分析各应用场景的技术特点及发展前景。     

碳纳米管的球磨处理及其对储氢性能的影响

采用电子显微镜分析技术研究了碳纳米管经过不同时间和不同方式机械球磨处理后其微观组织和结构的变化，并探讨了球磨对碳纳米管储氢性能的影响。研究结果表明，机械球磨可以截断碳管，碳管长度从原来的微米级降到几十到几百纳米；同时碳管端口打开，缺陷增多，表面积增大。在球磨的碳管中加入纳米级MgO，可使球磨效果更显著。球磨2h处理的碳纳米管的储氢量是未球磨碳纳米管储氢量的2倍以上，达到0.44wt％。而加入MgO球磨1h后，其储氢量达到0．81wt％。     

碳质吸附剂吸附储氢的研究现状

论述了活性炭、碳纳米纤维、碳纳米管吸附储氢的研究历程，从实验、理论研究两个方面总结了前人的研究成果：活性炭在低温下有好的吸附储氢特性，但在室温条件下的结果却不令人满意；碳纳米管和碳纳米纤维的实验结果令人振奋，但众多的实验结果并不一致；碳纳米材料的制备技术和净化技术还仅处在实验规模的阶段；蒙特卡罗、密度泛函等方法是常用的计算机模拟技术，但目前它们只是考虑了理想的物理模型，没有考虑碳纳米管表面的一些不规则现象；碳质吸附剂吸附储氢从理论到应用还有一段距离。     

碳纳米纤维吸附储氢性能评价

利用N2(T=77K)、H2(T=298K)在三种碳纳米纤维材料中的吸附等温线，对这三种材料的吸附储氢性能进行了评价。以N2在77K下的吸附等温线为基础，分别用BET方法和BJH方法计算了这三种材料的比表面积和孔径分布，讨论了比表面积、孔径分布和吸附性能之间的关系。计算和实验结果表明：这三种材料均只含有少量的微孔，吸附性能较差。在三种后处理方法中，以水蒸气氧化法的效果最好，所得材料比表面积最大，微孔容积所占比例也最大，相应的吸附性能也最好。     

修正切线法在碳纳米管储氢测量中的应用

切线法是以高压天平测量测量样品储氢量的一种方法，本文对该方法进行了改良，并用修正切线法对定向碳纳米管的储氢量进行了计算，并与切线法以及氦气基准法进行了数据对比。     

燃料电池船舶舱内氢气泄漏爆炸的数值模拟研究

以燃料电池客船“Water-Go-Round”号为对象,利用FLUENT软件模拟燃料电池客船舱内管道发生氢气泄漏并引发爆炸的情况,研究不同舱室氢气点火爆炸事故的影响规律。结果表明：可燃氢气云被点燃后,爆炸超压波自点火位置向四周迅速传播,点火位置对超压波的分布影响较大;控制舱爆炸时,超压强度最大,对船体超压危害最大;乘客舱爆炸强度最小,但超压中心分布在乘客舱,超压对乘客造成的危害最大;船舶舱室燃烧火焰温度主要由可燃氢气云的分布决定,燃料电池舱的火焰衰减趋势基本相同;乘客舱受到的高温危害较低,船艏舱无燃烧火焰的高温危害。     

车用高压氢燃料气瓶火烧试验及数值仿真

通过对氢气瓶火烧试验,得到了气瓶火烧试验过程中外表面温度变化数据,并以此为基础建立了燃烧场数值仿真模型,用于模拟气瓶内部气体的温度、压力的变化.模拟结果与试验结果比较表明:所建模型能较准确地预测气瓶内部温度、压力的变化规律,可为确定车用氢燃料气瓶的火烧试验最佳控制参数指标提供技术支撑.     

氢能发电技术的研究（Ⅰ）——铂碳复合电极材料对离子交换膜燃料电 …

离子交换膜燃料电池是氢能应用开发的重要研究领域。研究了离子交换膜燃料电池用的铂碳复合电极制备工艺和碳材料的选择对燃料电化学性能的影响。研究结果表明,铂碳复合电极的制备工艺对燃料电池放电性能有重要影响,采用刷涂法和物化法制备的铂碳复合电极所组装的燃料电池具有较好的电化学性能。研究结果还发现,复合电极中碳材料的微观结构也是影响燃料电池化学性能的重要因素,碳材料的比表面积越大,燃料电池的放电性能就越好。     

碳中和愿景下绿色制氢技术发展趋势及应用前景分析

围绕目前主流的绿色制氢技术,综述国内外“绿氢”技术的最新研究进展,重点阐述电解水制氢技术（碱性电解水法、质子交换膜电解水法、固体氧化物电解水法）、太阳能分解水制氢技术（光催化法、光热分解法、光电化学法）以及生物质制氢技术（热化学转化法、微生物法）的产氢原理、技术难点和改进方法等,讨论比较各类“绿氢”技术的优缺点,分析未来绿色制氢技术的应用前景和发展方向。