微生物燃料电池的研究进展

根据有无电子传递中间体的参与,微生物燃料电池可分为两大类：直接和间接微生物燃料电池. 简要介绍了其工作原理及发展历史,归纳了近年来国内外对这两种类型电池的研究现状,特别概括了直接微生物燃料电池的研究进展以及存在的问题和工作方向. 最后展望了微生物燃料电池的应用前景.     

面向燃料电池汽车的双源电机驱动系统

为解决DC/DC带给燃料电池汽车驱动系统成本及效率方面的问题,实现双电源之间的能量传输及对应转矩的独立控制,对双源电机驱动系统的工作模式、控制系统及输出性能进行分析。建立双源电机、燃料电池、动力电池模型,讨论双源电机的多种工作模式;针对双源电机两套绕组间的电压耦合效应,采用前馈解耦及零直轴电流策略对双源电机燃料电池绕组、动力电池绕组的电流及对应转矩进行独立控制;在实验室设计工况及基本市区循环试验工况下分别进行台架试验,双源电机驱动系统的输出转矩能够快速响应转矩需求,不同工作模式下燃料电池绕组及动力电池绕组的电流与其对应转矩波形一致。台架试验结果表明：双源电机驱动系统的多工作模式能够实现燃料电池汽车的启动、加速、下坡、制动能量回收等工况,所采用的控制策略可以对燃料电池及动力电池输出转矩进行独立控制,能够顺利实现燃料电池和动力电池之间的能量传输。     

ISG混合动力电动汽车控制策略研究

在搭建并联式ISG混合动力电动汽车(HEV)的试验台架之前,为确定优化的电机和电池参数,制定合理的控制策略,需要对HEV系统进行建模仿真.因此,基于Simulink建立了ISG HEV的整车模型,在分析其工作模式的基础上,提出了适合于城市工况使用条件的基于逻辑门限值的瞬时优化控制策略.仿真结果表明,所采用的控制策略能够提高整车燃油经济性,降低排放;得到优化的系统参数,为搭建样车试验台架奠定了基础.     

越野智能车转向及驱动协调控制

本文以实现智能车在非结构化越野环境中的自主导航为目的,对越野路径识别及轨迹跟踪控制方法开展研究.首先基于视觉传感器和激光传感器实现可行驶路径的分割与提取,并建立了包含车辆转向及驱动的耦合控制系统模型;然后,针对控制系统模型具有非匹配不确定性的特点,采用反演变结构控制算法设计了转向及驱动协调控制器,并引入饱和函数以解决变结构的抖振问题;最后,通过仿真和越野导航试验验证了所提出控制算法的有效性和鲁棒性.     

无溶剂聚氨酯水泥弹性体的性能研究

为了深入探究无溶剂聚氨酯水泥弹性体的合理配比方案,研究通过试验观察和物理性能测量等手段来确定该材料的组合成分、各成分的添加比例、反应温度和反应时间,进而获取无溶剂聚氨酯水泥弹性体的荷载-位移曲线,通过该曲线来判断不同配比方案下无溶剂聚氨酯水泥弹性体的物理性能,最终确定该材料在物理性能最优化情况下的配比方案。在此基础上,利用光学显微镜来获取无溶剂聚氨酯水泥弹性体的微观物理形貌,发现本次研究所制备出的无溶剂聚氨酯水泥弹性体实现了无溶剂聚氨酯胶与水泥之间的充分黏附,进而实现了水泥韧性的有效提升。     

无介体微生物燃料电池性能研究

分别以Geobacter metallireducens、海底沉积物和厌氧污泥中微生物为模式微生物;用醋酸、人工海水和生活污水为底物构建直接微生物燃料电池,进行了生物膜的形成过程及影响因素的分析.结果表明:阴阳极间电势差不是生物膜形成的主导因素,阳极搅拌作用影响生物膜的生长状况,进而影响电能输出,短暂断路对生物膜无影响.将石墨电极更换为涂有碳载铂催化剂的碳纸电极,输出电能密度增加了70%.同时证明无介体微生物燃料电池可利用微生物和底物的多样性.     

利用微生物燃料电池研究Geobacter metallireducens异化还原铁氧化物

微生物异化还原金属氧化物的过程中, 关键问题是微生物如何把电子传递给最终的固态电子受体.利用新颖的微生物燃料电池体系,可以更细致、准确地研究这一胞外电子传递过程.实验结果表明在Geobacter metallireducens还原铁氧化物过程中, 直接接触是一种重要的电子传递方式; 而电子传递中间体,在金属氧化物表面完全被微生物细胞覆盖后, 也即在金属氧化物表面形成成熟的生物膜后, 其加速电子传递速率的作用减弱.