硝酸熔盐储热材料在太阳能利用中的研究进展

随着全球经济的快速发展,能源危机日渐凸显,太阳能作为可再生能源的一种,越来越受到人们的重视.因此,如何高效利用太阳能资源值得深究.熔盐具有良好的蓄热特性,在石化、电池及冶金行业中发挥着很大的作用,尤其可以作为传热蓄热介质应用于太阳能热发电和太阳能制氢中.其中硝酸盐的特性较为适合用于熔盐储热材料.主要针对硝酸熔融盐体系,一是介绍了硝酸熔融盐体系在太阳能方面的应用,二是介绍了国内外学者对此体系的物化性质研究,如工作温度范围、热力学性质及热稳定性等.通过对比,总结了不同混合熔融盐各项性能的异同.指出了硝酸熔融盐性能深入研究的方向,为硝酸熔盐在能源开发利用和环境保护等方面发挥更重要的作用提供了重要参考.     

“纳米材料”专题序言EI北大核心CSCD

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1~100 nm)的材料o 1959年,美国理查德 费曼(Richard Feynman)教授在加州美国物理学会年会作《There's Plenty of Room at the Bottom》的演讲时首次提出纳米技术的概念。60多年来,纳米材料及纳米技术得到迅速发展。近年来,我国纳米材料及纳米技术的研究受到国家的高度重视,通过863计划、973计划和国家重点研发计划等项目的实施,我国纳米科技获得长足发展;特别是在“中国制造2025”十大重点突破领域的新材料领域中提出,高度关注颠覆性新材料对传统材料的影响,做好纳米材料等战略前沿材料提前布局和研制。在国家战略的指引下,我国纳米材料制造行业发展迅速,纳米材料和纳米技术在能源、环境、资源和水处理等产业应用出现了良好的开端,纳米材料的应用范围逐步扩大。     

纳米填料导电胶研究进展EI北大核心CSCD

本文从理论上分析了纳米填料在电子封装用导电胶中的作用。从纳米填料含量、粒径、形状与维度、表面状态、固化温度与固化时间等方面综述了纳米填料导电胶性能影响因素的国内外研究进展;重点介绍了纳米填料原位生成、纳米填料烧结等导电胶性能改进技术,探讨了存在的主要问题,并指出进一步提高导电导热性能、粘接强度和可靠性,制备应用于柔性封装、喷墨印刷的导电胶以及降低制备成本是未来纳米填料导电胶研究领域的发展方向。     

碳纳米材料构建高性能锂离子和锂硫电池研究进展EI北大核心CSCD

碳作为单一元素可形成像零维碳纳米球、一维碳纳米管、二维石墨烯等多种碳纳米结构,它们在锂离子和锂硫电池中的表现也有所不同。需要阐明的是,碳纳米管和石墨烯由于具有以下缺点不适合直接作为锂离子或锂硫电池电极材料:(1)第一次不可逆容量大,首次充放电效率低;(2)在充放电曲线中电压滞后现象严重;(3)缺少稳定的电压平台;(4)容量衰减快。科学家们一直在为获得具有更高能量密度和更广阔应用前景的锂离子电池和锂硫电池而努力,由于可充电电池的性能主要取决于阴极和阳极的性能,因此,设计先进的电极材料以及制备具有特定成分和结构的电极成为近年来的研究热点。本文综述了碳纳米材料在构建高性能锂离子、锂硫电池电极材料和特定电极方面的作用。首先,从促进电子和离子传输、固定多硫化物位置以及缓冲体积膨胀三个方面讨论了碳纳米材料在修饰电活性材料的作用;其次,从作为导电添加剂、电流集流体和导电中间层三个方面讨论了碳纳米材料在最优化非活性组分的作用;然后,从作为非导电基体上的导电相、柔性电流集流体和自支撑复合电极三个方面讨论了碳纳米材料在柔性电池设计的作用。最后,本文对碳纳米材料的未来发展趋势作了概述,兼具多种功能的碳纳米材料被认为是今后的研究重点。     

新型复合纳米材料用于光催化降解染料废水的研究进展EI北大核心CSCD

光催化技术是解决当今人类社会中环境问题和能源危机两大问题的有效途径,半导体材料在早期的研究中备受青睐。然而,单一半导体光催化剂存在可见光响应程度差、电子空穴对易复合等缺点,光催化技术在降解染料废水的应用中有效率较低,因此研究者对新型复合纳米材料作为光催化剂降解染料废水进行了深入的研究。本文介绍了石墨烯、金属有机骨架、碳量子点三种新型复合纳米材料用于光催化降解染料废水中污染物的研究进展和主要研究结果,按照复合纳米材料设计升级的思路,简述了部分新型复合纳米材料的制备方法,对目标污染物的降解率进行了分析。通过总结新型光催化材料降解水中污染物的性能,对未来发展趋势进行了展望,指出新型复合纳米材料在光催化方向今后的发展趋势和研究重点是有针对性的处理废水,并实现工业化。     

太阳能蓄热技术研究进展

太阳能蓄热根据储热机制的不同可分为显热蓄热、潜热蓄热与化学蓄热。介绍了三种蓄热方式的研究现状与各种蓄热材料的优缺点,并且对比分析了三种蓄热方式的特性。其中潜热蓄热,特别是相变材料的蓄热技术应用最为广泛;显热蓄热如混凝土蓄热技术目前正在研究之中;化学蓄热则在实验阶段。     

石墨烯基电磁屏蔽材料的研究进展EI北大核心CSCD

随着5G技术时代的来临和柔性电子器件的发展,国防和民用等领域对电磁屏蔽材料提出了更高的要求。石墨烯作为一种新型碳材料,具有独特的二维结构以及优异的物理化学性能,使得石墨烯基材料具有柔性好、质量轻、耐腐蚀性强以及高效的电磁屏蔽效能。本文基于电磁屏蔽的基本原理以及石墨烯基电磁屏蔽材料的制备方法,按照纯石墨烯材料、石墨烯基复合材料进行展开,综述了近年来石墨烯基电磁屏蔽材料的研究进展,并对其发展前景进行了展望。     

高速球轴承热稳定性研究EI北大核心CSCD

基于球轴承拟静力学模型,考虑润滑油流变特性、热源和结构尺寸随温度的时变特性。利用热网格法建立了高速球轴承瞬态热计算模型,通过求解热平衡方程得到轴承瞬态变化特性,研究了工况参数对轴承生热量、温度和热诱导载荷的影响规律,为高速球轴承润滑参数选取、结构优化、热失效机理和故障分析提供了理论依据。结果表明:内圈转速和轴向载荷的变化均对轴承的热平衡温度和热诱导载荷有显著影响;适当降低润滑油的黏度、增大空气的对流系数有利于减小轴承热诱导载荷;预测结果和文献测试结果吻合较好。     

丙烯腈含量对丁腈橡胶热降解性能的影响EI北大核心CSCD

应用热分析(DSC-TGA)技术研究了丙烯腈含量对丁腈橡胶(NBR)热降解性能的影响,结合TGA-FT-IR分析了丙烯腈含量对热降解过程中NBR分子结构演变的影响。研究表明,NBR首先发生交联环化反应,然后发生断链降解反应。热交联反应主要发生在320℃-410℃,交联反应放出热量随丙烯腈含量增加而降低。NBR断链降解初期以腈基及其交联产物的断裂为主,后期以丁二烯基团及交联产物的断裂为主。在整个降解过程中,降解活化能随转化率增加先增加后减小,最大活化能出现在转化率15%-30%之间。低丙烯腈含量NBR中的-C≡N主要转变为-C=N,高丙烯腈含量的-C≡N基团除转化为-C=N外,还转化为烯基苯氮类物质、HCN和NH3。     

一维单体纳米材料弹塑性变形机理的原位研究进展EI北大核心CSCD

近年来,随着研究技术手段的发展,纳米线表现出了大量具有潜在应用价值的新现象。清晰描绘纳米线结构与力学性能的构效关系对纳米器件的设计、服役以及性能优化具有重要的指导意义。本文首先归纳了纳米线力学性能几种常用的原位测试方法,其次介绍了各类纳米线在拉伸实验中的弹性和强度等力学性能,阐述了纳米线与尺寸相关的塑性变形,此外简述了纳米线在原位测试中所表现出的奇特力学行为。今后,系统地研究原位电镜表征过程中电子束辐照对纳米线变形行为的影响,探究纳米线在复杂外场环境下所展现的力学性能,从而建立一套完备的理论指导体系,是纳米材料性能原位表征领域的重要发展方向。     

Carbon nanomaterials for advanced energy conversion and storage

It is estimated that the world will need to double its energy supply by 2050. Nanotechnology has opened up new frontiers in materials science and engineering to meet this challenge by creating new materials, particularly carbon nanomaterials, for efficient energy conversion and storage. Comparing to conventional energy materials, carbon nanomaterials possess unique size-/surface-dependent (e.g., morphological, electrical, optical, and mechanical) properties useful for enhancing the energy-conversion and storage performances. During the past 25 years or so, therefore, considerable efforts have been made to utilize the unique properties of carbon nanomaterials, including fullerenes, carbon nanotubes, and graphene, as energy materials, and tremendous progress has been achieved in developing high-performance energy conversion (e.g., solar cells and fuel cells) and storage (e.g., supercapacitors and batteries) devices. This article reviews progress in the research and development of carbon nanomaterials during the past twenty years or so for advanced energy conversion and storage, along with some discussions on challenges and perspectives in this exciting field.     

Measurement of thermophysical properties and analysis of heat transfer during freezing of slab-shaped food commodities

Experiments have been designed to measure water content, packing density and transient temperatures during cooling and freezing of fresh green peas packed in rectangular containers. Specific heat capacity in unfrozen and frozen states and latent heats of fusion are calculated from the measured water content. Experimental temperature records are used to calculate bulk thermal diffusivity, both in the frozen and unfrozen states, on the basis of transient heat transfer analysis. In the frozen state, the measured thermal diffusivity was found to vary almost linearly with temperature. A calculation scheme has been presented and applied to compute temperature variations during immersion and air-freezing of peas, using the measured thermal properties. The proposed scheme yielded the calculated freezing time lying within ±8% of its measured values. The calculated temperatures, with both first and second (Von Neumann) type of boundary conditions, were in good agreement with the measurements of present and earlier investigations.     

三角形波纹板式溶液热交换器传热特性研究

为了解三角形波纹板式溶液热交换器的传热特性，通过对其物理数学模型的求解，并与平板式溶液热交换器相对比，得到了三角形波纹板式溶液热交换器的流动、传热特性以及不同溶液流速对其传热性能的影响。研究三角形波纹板式溶液热交换器的波纹形状对其流动、传热性能的影响，得到波纹长度、波纹夹角与换热器的传热系数、换热器内流体压降的关系，其结果可为溶液热交换器的设计与优化提供依据与理论指导。     

相变储热技术在太阳能热泵中的应用

在阐述相变储热的应用研究状况和分析其应用于太阳能热泵的必要性的基础上，重点介绍常用于太阳能热泵的常低温相变材料特点及相变储热装置，给出带储热器的太阳能热泵的运行模式，最后指出相变储热技术在太阳能热泵的应用领域应重点研究的内容。     

弦月形通道在太阳能空调系统中的强化传热研究

研究表明,弦月形通道的特殊结构可以有效促进Li—Br溶液的沸腾,降低溶液过热度,强化传热、传质过程,相同工况下的换热量是环形通道的2～3倍,使太阳能小型溴化铿吸收式空调系统在70～80℃宅加热水温度下就可以正常运行。弦月形通道偏心特性尺寸S对通道内Li-Br溶液的流动与换热影响很大,实验结果表明：di＝19mm和do＝32mm的铜管构成的弦月形通道的提升效果较好。     

Measurement of emittance of metal interface in molten salt

A new technique for measuring the total normal emittance of a metal in a semi-transparent liquid has been proposed and this technique has been applied to measure the emittance of stainless steel (SUS304), nickel, and gold in molten potassium nitrate KNO₃. These emittance data are indispensable to analyzing the radiative heat transfer between a metal and a semitransparent liquid, such as a molten salt.     

-60℃低温冷库传热系数测量试验研究

简述对于低温冷库传热系数测量所采用的一般方法，采用稳态法对一低温试验冷库进行实验，然后通过非稳态积分法对试验数据进行验证。针对冷风机电机功率较大的特点，本实验采用变频器将电机功率调小，从而得出该低温试验冷库的传热系数，并与理论计算的数据进行对比，找出存在差异的原因。     

溴化锂吸收式制冷系统溶液热交换器的传热性能研究

以板式溶液热交换器为例，建立物理数学模型。通过对模型的求解，得到溶液热交换器在不同流速下的传热特性。计算结果表明，提高溶液热交换器中的溶液流速可以提高其传热系数，但会导致溶液的进出口温差减小，使溶液间换热不充分。设计溶液热交换器时可根据设计要求与文中计算结果选择不同的溶液流速。     

镁基材料储氢器的传质与传热研究

运用由壳层-缩核模型推导出的镁基储氢材料吸氢过程的动力学方程,分析了储氢材料在吸氢过程中的传质与传热规律,并对小型储氢器传质与传热过程进行了计算,其计算结果与试验数据可以较好地吻合,特别是对镁基储氢材料在吸氢过程所形成的‘引燃'过程进行了准确的描述,为储氢器设计提供了必要的理论基础.