浅析高考电化学要点及解题

随着数码时代的到来,大量的移动数码产品成为人们生活中必不可少的生活物品,走到哪里都必须有强大的可充电电池作基础。因此对于此有关的原电池原理及电解池原理的相关知识的理解已经成为一种高考必须的考察方向,以后在电化学方向上可能会向着更深层次深入。     

PEM水电解池反应特性参数的三维模型数值模拟

通过耦合电化学和传质物理场,建立了稳态、单相、三维质子交换膜(PEM)水电解池模型.讨论了不同形式的流场(平行、单通道蛇形、多通道蛇形和交指形流场)对电流密度分布、氧气浓度分布以及压力分布的影响,从而影响对水电解池的性能,并分析了在平行流场中化学计量数对水电解池性能的影响.结果表明,在相同的工况下,交指形流场的性能最差,平行流场的性能最好.同时,增大化学计量数可以明显提高质子交换膜水电解池的性能.     

太阳能驱动的氢-冷-热-电综合能源系统性能分析

基于可再生能源的综合能源系统具有清洁低碳与安全高效的特点。提出一种以抛物面槽式太阳能集热器驱动的综合能源系统,该系统包括质子交换膜电解池、有机朗肯循环和吸收式制冷子系统。根据能量梯级利用原理和热力学分析理论,建立综合能源系统的稳态数学模型,分析热力参数变化对系统性能的影响规律。结果表明,在设计条件下,质子交换膜电解槽制氢效率、有机朗肯循环发电效率和吸收式制冷效率分别为58.65%、12.20%、36.93%,制氢功冷联供总效率为55.58%。系统总效率随着涡轮机入口温度升高先增加后减少;随着发生器出口温度升高而增加。另外,增加工作压力和膜厚度会导致电解槽电压升高和电解槽效率下降。研究结果可为以抛物面槽式太阳能集热器驱动的多联供系统的建立和评价提供参考。     

高温电解制氢系统热量综合利用设计

利用ASPEN分析固体氧化物电解池进出口物料情况,同时结合物料易燃易爆特性,并考虑设备的经济可行性,经过换热方案比选,最终确定高温电解制氢系统的换热流程。为避免高温条件下发生氢脆或氢腐蚀,设备材质均选用不锈钢。     

人工湿地-微生物电解池耦合系统的脱氮特性

实验构建了人工湿地-微生物电解池耦合系统（CW-MEC）,并考察了CW-MEC在阴极有无曝气及不同水力停留时间（HRT）的条件下对生活污水的处理效果。实验结果显示,降低HRT会让CW-MEC阴极、阳极的COD去除率由91.11%±7.76%、86.58%±9.54%降低为77.81%±14.84%、81.44%±11.11%,氨氮去除率由58.54%±5.80%、58.22%±5.03%降低为48.04%±12.94%、48.27%±13.40%;阴极增加曝气会让CW-MEC阴极、阳极的COD去除率分别提高到89.51%±3.92%、82.40%±1.63%,阴极氨氮去除率提高到71.51%±16.44%,而阳极氨氮去除率不受影响;增加阴极曝气条件后,系统阴、阳极开始有硝酸盐氮积累,而CW-MEC阴极的硝酸盐氮含量明显低于对照组（CW-MFC）;通过电化学性能分析,相对于CW-MFC系统,CW-MEC具有更低的内阻;通过微生物多样性分析,CW-MEC系统具有更丰富的微生物多样性。     

基于微生物电解池的废水生物处理技术研究进展

在阐述微生物电解池(microbial electrolysis cell,MEC)工作原理的基础上,介绍了利用微生物电解池处理废水中各类污染物的研究进展,以及反应器结构改进、工业规模反应器和新型处理工艺的开发等,并展望了微生物电解池在污染物降解领域的发展方向。     

固体氧化物电解池尺寸对其性能的影响

固体氧化物电解池(Solid Oxide Electrolysis Cell,SOEC)电堆是高温水蒸气电解(High Temperature Electrolysis System,HTSE)制氢系统的核心反应器,由多片单电池串联组装而成。单电池的尺寸制约着单位有效面积上SOEC电堆的电化学制氢性能,进而影响着HTSE制氢装置的系统复杂程度和成本。基于计算流体力学软件建立了平板式SOEC电解池三维模型,采用平面尺寸为4 cm×4 cm、8 cm×8 cm和16 cm×16 cm的电解池,研究其尺寸对电解反应特性的影响。结果表明:工作电压低于热中性电压时,电解池尺寸对电解性能影响不大。当工作电压高于热中性电压时,电解池尺寸越大时电解电流密度越大;然而电解池中温度和电流密度分布的均匀性也会随着电解池的尺寸增大而变差,即产生明显的梯度分布。通过适当增大所通入的H_2O/H_2混合气体量即减小H_2O的整体反应比可以缓解由电解池尺寸的增大引起的温度和电流密度梯度分布。经过计算分析可知,对于有效面积为16 cm×16 cm的电解池,当反应物中水蒸气整体反应比为70%时,在1.34 V的电解电压下,电解电流密度可以达到8 033 A·m~(-2),且电解池中的温度和电流密度分布均匀性均有所改善。     

无底单室电解溶样法测不锈钢的主要组分含量

以无底单室电解池作采集器,根据电解原理和Faraday定律,由待分析的不锈钢样品元素含量确定其近似的电化学摩尔质量(k),选择合适的电解条件使其电解效率为100%,用Faraday定律直接计算被采集的样品质量,结合ICP—AES法快速测定不锈钢样品中的Fe、Cr、Ni、Mn等主要组分的含量。而电解法溶样后用ICP—AES法测定的含量与已知的样品含量较为一致;可见该方法是可行的。     

原位构建NiFe合金纳米颗粒均匀包覆Pr0.8Sr1.2(NiFe)O4-δ阴极材料用于固体氧化物电解池直接电解CO2

通过固体氧化物电解池(SOEC)将CO_2转化为有价值的化学物质,引起了人们的特别关注.但是,开发对CO_2的具有高化学吸附性和催化活性的阴极材料仍然是一大挑战.通过原位析出法构建的NiFe纳米颗粒修饰的Pr_(0.8)Sr_(1.2)(NiFe)O_(4-δ)(PSNF-NFA)固体氧化物电解池(SOEC)阴极材料用于直接CO_2电解.XRD和SEM分析证明,该NiFe合金析出时会导致基体发生相变,而且析出的纳米颗粒尺寸小且分布均匀.纳米颗粒和钙钛矿氧化物基体的界面具有丰富的氧空位,增强了CO_2的化学吸附和解离,显著提高了CO_2电解性能.该新型的复合阴极在800℃的温度和1.6 V的电压下,显示出高达2.5 A/cm~2的电流密度.此外,该PSNF-NFA阴极对直接CO_2电解也显示出良好的稳定性和抗积碳性.