国家自然科学基金(10872193)
- 作品数：20 被引量：24H指数：3
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- 相关领域：电气工程理学化学工程更多>>
- 锌空气电池的能量分析
- 2013年
- 锌空气电池在工作时产生的热量会使电池温度升高,如果不及时散热的话,会使电解液水分蒸发加快而导致电池工作性能下降,所以研究电池产热量意义重大。本文使用一种实验测量与对流散热公式相结合的方法求得锌空气电池的产热量,并粗浅分析热量的主要来源。结果表明,室温下大电流恒流放电,产热量与输出电能之比为7∶10。
- 崔麟徐献芝
- 关键词：锌空气电池热分析
- 微孔膜对锌空气电池失水的影响
- 2014年
- 将不同规格的微孔膜覆盖于锌空气电池气体扩散电极表面，探究微孔膜对锌空气电池失水和性能的影响。实验结果表明：在微孔间距小于临界间距时，覆盖微孔膜可使锌空气电池的失水量减少40％～80％，而不会阻碍氧气的传输。微孔数目越少，电池失水量越少，放电性能也越好。当微孔间距达到临界值时，电池失水量达到最小值。氧气在微孔膜上的通量远高于水蒸汽在微孔膜上的通量。
- 魏安康朱梅徐献芝尹成龙
- 关键词：微孔膜气体扩散
- 气体扩散电极中三相交界线的研究被引量：1
- 2012年
- 对气体扩散电极三相反应区域的基本单元简化得到了液滴电极模型,并建立了液滴电极的数学模型.对液滴电极数学模型求解,得出液滴电极在大电流输出工作条件下输出电流与三相反应交界线周长成正比,具体关系为I=K(θ_0)*L*C_e.其中I为电极电流强度,θ_0为接触角,C_e为气液接触面上氧气浓度,L为固液接触面周长.
- 雷凡董博李清宇徐献芝
- 关键词：气体扩散电极润湿角
- 小孔气体扩散电极的放电机理探索被引量：1
- 2012年
- 借鉴植物叶片高效传输的机理,以包含规则排列的贯通直孔的镍片作为骨架材料,与自制催化剂组成小孔气体扩散电极,在锌空气电池体系下与常规泡沫镍电极的放电性能进行比较,并考察不同孔径的小孔气体扩散电极之间的放电特征。结果表明,小孔气体扩散电极相比泡沫镍电极存在更好的放电性能,降低了电极在大电流密度工作时的极化过电位。当电流密度在低于1 000 mA/cm2工作时,放电性能与孔径大小成线性关系,孔径为50μm时,放电效率最佳。总结了小孔气体电极相对泡沫镍气体扩散电极放电效率明显改善,并随着孔径变化放电性能呈现尺度效应,内部结构稳定,间歇放电性能变化较小。
- 吴飞朱梅徐献芝宋辉
- 关键词：气体扩散电极间歇放电
- 小孔电极模型的数值计算与结果分析被引量：1
- 2014年
- 为了探究气体扩散电极电流密度与气液固三相交界线之间的关系,对电极中三相反应区域进行了简化,并建立了小孔电极数学模型.对该模型进行推导求解和数值计算,得到了固液边界上的电流密度分布,发现在大电流条件下,电流贡献主要来自三相交界线附近的一条环带,即小孔电极模型电流密度与三相交界线总长度成正比关系.
- 李清宇徐献芝
- 关键词：气体扩散电极
- 锌空气电池电极表面渗液现象的研究被引量：2
- 2012年
- 渗液问题是锌空气电池的主要问题之一。本文通过如下实验:聚四氟乙烯膜(PTFE,poly tetra fluoro ethylene)表面特性实验、电池风冷放电、空气电极电压实验和类列斯实验,对可能影响电池渗液的因素进行了研究。这些因素包括:PTFE膜、温度、电压、电荷总量、电解质溶液。实验结果表明:PTFE膜经过KOH溶液浸泡一段时间后,其接触角会显著变小,疏水性变差;温度和电压会对渗液现象产生影响;在各类电解质溶液中,KOH溶液渗液最严重;放电过程中的电荷总量对渗液问题基本没影响。实验结果分析得出,这类电池渗液主要是由于上述因素导致电解液表面张力变化,引起气液界面移动导致的。
- 杨永青徐献芝李清宇刘晓毅
- 关键词：渗液表面特性空气电极
- 锌空电池空气电极材料分布及连通性图像处理
- 2014年
- 为更详尽地解释电极内部发生的导电过程、电解液浸入过程和化学催化过程,使用数字图像相关的方法对电极内部各成分的分布情况进行模拟,使电极内部各材料的分布与连通性直观可见,以帮助设计具有不同优势的空气电极,并在导电性、浸液量与催化性能方面进行验证。电极的导电性随着石墨所占比例的增加而增强;电极的吸液能力随着活性炭含量的增加而增强。当石墨、乙炔黑、活性炭与Mn O2的质量比为1∶1∶4∶2时,Mn O2有最合适的催化区域。
- 葛浩森徐献芝崔麟朱梅
- 关键词：锌空电池空气电极数字图像
- 电池系统建模中Butler-Volmer方程的同伦分析求解被引量：3
- 2013年
- Butler-Volmer方程是电化学系统中描述电极动力学过程的本构方程,具有强非线性.为了对这一方程(耦合两个Ohm方程)进行解析求解,在同伦分析方法的框架下,发展了满足简单条件的广义非线性算子的算法,以取代原同伦分析中的非线性算子.该广义非线性算子的构造保证了高阶形变方程的线性特征.这一方法的有效性通过一些算例得到了验证.最后通过同伦分析方法对Butler-Volmer方程进行了求解,结果显示过电位和电流密度的级数解析解与数值解吻合很好,并有很好的收敛效率.
- 宋辉李芬徐献芝
- 关键词：同伦分析方法复合函数
- 直通管模型气体扩散电极的电流分布计算被引量：3
- 2010年
- 用基于单孔模型基础上的规则直通管模型计算气体扩散电极的电流分布。假设仅有活化极化和欧姆极化存在的情况下,此时电化学反应发生在电解液、气体和电极固体骨架的接触线上。在该状态下,考察了孔径和孔隙度对电流分布的影响,以及在过电位初值大于和小于0.1 V时的电流分布。通过提出一种假设的规则直通孔分布的模型实现了沿电极厚度方向各个位置电流分布的理论计算,可为制造高效电极提供理论依据。
- 朱梅徐献芝吴飞
- 关键词：气体扩散电极电流分布孔隙度
- 不同接触电阻的气体扩散电极性能研究被引量：1
- 2010年
- 在催化剂与泡沫镍基板之间,采取涂抹式和表面接触式两种方式制作了具有不同接触电阻的气体扩散电极,通过观察微观形貌从理论上说明两种电极的接触方式引起的放电效果区别;结合在锌空气动力电池中的放电实验,获得在同等实验条件下,电极催化剂与基板采取表面接触式比涂抹式制作方式产生的电池表观内阻值高0.05Ω,当放电电流密度值为106mA/cm2,放电电压值低0.09V。说明了气体扩散电极由于催化剂与基板接触方式不同引起的接触电阻变化对电池放电状态的影响及其影响程度。
- 朱梅徐献芝吴飞
- 关键词：气体扩散电极接触电阻锌空气电池比表面积
