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低成本、高性能的新颖热电化合物的研究
随着社会的发展与进步,日益突出的能源供需矛盾不断将寻找清洁、高效、经济的新型能源材料推向研究前沿。热电材料是一类能利用热电效应,直接将热能(包括太阳能、地热、工业余热等能量)转换成电能的材料,由于热电转换技术便捷、环保等优势,在车载冰箱、深空探测器电源等领域具有不可替代的地位,受到科学家们的高度重视。而探索发现低成本、高丰度、低毒性的高效热电材料,是该领域基础研究的重点,是一项面临巨大挑战的研究工作。 吴立明2004年发明了独特且安全的固相合成方法——硼硫化法(J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4676-4681.),近期,课题组利用该方法,发现了一种新的四方相α-CsCu5Se3,并实现宏量合成。该材料拥有前所未见的独特晶体结构:Cs+由类中国结形状的Cu8Se8结构单元构筑的三维无限扩展结构,其中镶嵌Cs+金属阳离子。α-CsCu5Se3热稳定性好,表现出典型晶态固体的热传输行为,并遵循Umklapp散射机制,这与具有类液态的热传导行为的二元化合物Cu2-xSe完全不同。晶体学及热传输性能研究表明α-CsCu5Se3指出了一个有效抑制Cu+液体传输行为特征的方法。与吴立明老师2016年发现的高性能热电材料CsAg5Te3(Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 11431–11436)相比,α-CsCu5Se3的晶体单胞体积减小了30%,导致材料具有更强的原子间d轨道重叠作用,从而显著降低有效质量(m*),这使得α-CsCu5Se3相比于CsAg5Te3实现了功率因子200%的增长,达到8.17 μW/cm/K2,是目前报道的碱金属富铜硫属化合物中最高值;同时,理论研究表明,由于结构中的Cu–Se软化学键和Cs+ 离子扰动作用,该材料具有很低的热导率。综合上述各方面因素,该化合物的本征热电优值ZT达到1.03(980 K)。进一步通过Sb掺杂优化热电性能的研究发现:Sb3+的孤对电子能够增大材料的晶格非谐性,有效增强Umklapp型散射,从而降低声子速度,使得α-Cs(Cu0.96Sb0.04)5Se3的晶格热导率进一步降低至0.40 W/m/K,热电优值ZTmax提升到1.30。该工作系统深入研究了α-CsCu5Se3体系结构和热电相关性能的关系,为低成本,高丰度,高性能硫属化合物材料的设计探索研究迈出重要的一步。
北京师范大学 2021-04-10
一种扫描式循环供电的融冰雪桥面电热系统
本发明公开了一种扫描式循环供电的融冰雪桥面电热系统,是将桥面融冰雪电热系统按电力负荷能力分设为独立可控的各并联电热单元,各电热单元沿车辆行驶方向按设定的间距平行布设呈纵向阵列,控制纵向阵列中各电热单元分组按扫描的形式以设定的时序循环工作。本发明既充分利用了供电系统的可提供电功率,又使得电热系统的总功率得以保障;并提高了加热的均匀性,避免融化水二次结冰;还提高了融雪化冰系统的可靠性,也为维修带来便利;对于各种特殊路段,包括机场跑道、隧道入口过渡区域等都能广泛应用,使电热融雪化冰的方法得到良好的应用。
安徽建筑大学 2021-01-12
纳米材料电催化性能研究
开发了多种结构的纳米复合催化材料,用于高性能的电解水制氢电极材料。
上海理工大学 2021-01-12
汽车制冷技术
在热工程的应用方面,对一种波状翅片管铝换热器的热-水力性能进行了在热工程的应用方面,对一种波状翅片管铝换热器的热-水力性能进行了
上海理工大学 2021-01-12
履带式车辆动态性能匹配
这里所讲的履带式车辆动态性能匹配,是指履带式车辆机械及液压传动动力特性及 热特性仿真与分析系统;是应用系统动力学方法及系统工程方法,整合传统底盘理论、 液压液力传动理论、地面力学理论及传热学等多个学科,发展而出的一种针对工程机械 或越野式车辆动力性能的综合性系统理论体系,此理论体系可根据车辆各传动元件参数 及行驶环境特征,定量得出其性能的动态化表现以及各传动环节的能量消耗和发热量, 可实现以下功能: 夹具 干涉 1. 可分析车辆行驶各瞬态和稳态时的性能表现,在产品设计阶段就可实现其性能 的预测; 2. 可对车辆在不同工况、不同路面环境下进行性能评价,在一定程度上指导车辆 元件针对不同路面环境的匹配方案; 3. 可实现对车辆冷却要求的定量化表述,指导各车辆传动环节的散热冷却系统匹 配设计。 此理论体系还可进一步发展为车辆元件匹配优化方法,机电一体化控制基本模型等, 支持工程机械和越野式车辆未来的智能化和节能化发展。 1.模块化:模型建立由模块拼接,可适应多种不同车辆机型的分析,极大地提升 了系统的覆盖面。 2.动态化:模型描述了车辆中个元件的惯性(质量、转动惯量等)及弹性(弹簧、 液容等),可描述动态工作过程。因此可接受动态载荷输入,以适应工况负荷变化时车 辆性能的研究。 与已有的动态仿真模型相比,本分析系统具有以下优点: 1. 多物理形态:体系中综合了原动机(柴油机),机械传动系统(变速箱,车桥, 履带驱动),液压传动系统(泵,管路,马达,缸),液力传动系统(变矩器),热系统 (冷却循环,散热器)多个方面的研究成果,综合性强,有效满足大系统分析需要。 2. 对环境开放式:结合大气温度,地面特性等外界环境,可分析同种机型在不同 环境下的性能反应,对于车辆适应性的提高可起到促进作用。 3. 功率损耗性能评价:可分析功率在传输过程中的损耗,进而获得对车辆性能的 评价方法,更科学的评价车辆产品的匹配合理性。 4. 机-热系统统一的热平衡解决方案:机械-热系统一体化模型,工程化应用了传 热学的相关成果,可实现对车辆冷却要求的定量化表述,指导各传动环节的散热冷却系 统设计。
同济大学 2021-04-13
超临界二氧化碳循环流化床燃煤锅炉及其驱动的发电系统
本发明公开一种超临界二氧化碳循环流化床燃煤锅炉,采用超临界二氧化碳代替现有循环流化床锅炉内蒸汽作为吸热做功的工质,工质吸热过程包括一次分流和一次再热。超临界二氧化碳循环流化床锅炉工质受热面包括设置在炉膛内的二氧化碳冷壁屏式加热器和高温再热器;分离器出口处至炉膛在回料器段并行布置以灰作为热源的外置上级省煤器;尾部烟道内沿烟气流动方向受热面包括低温再热器和下级省煤器。本发明还公开了该超临界二氧化碳循环流化床燃煤锅炉驱动发电的发电系统。本发明的超临界二氧化碳循环流化床燃煤锅炉强化了再热器高温段的烟气传热,同时也缓解了尾部烟道热量需求压力,能够有效降低污染物的排放量、排烟温度,增大锅炉效率。
东南大学 2021-04-11
四川大学高压多组分气体吸附仪采购项目公开招标采购公告
四川大学高压多组分气体吸附仪采购项目招标项目的潜在投标人应在成都市高新区吉泰五路88号3栋7层1号(花样年·香年广场)获取招标文件,并于2022年06月14日10点00分(北京时间)前递交投标文件。
四川大学 2022-05-27
常压烟气中二氧化碳大规模吸附捕集成套技术
气候变化问题已成为全世界关注的焦点,造成的各种全球性环境问题已向人类敲响了警 钟。气候变化的主要原因是以二氧化碳 (CO2) 为主的温室气体的排放量迅速增加。由于我国 煤炭能源占总能源70%,随着经济的快速增长,能源消耗需求量越来越大,CO2排放量逐年上 升,受到世界各国的广泛关注。因此我国在参与《联合国气候变化框架公约》活动中遭受的压 力将会越来越大,妥善应对全球气候变化问题,事关我国经济社会可持续发展目标的实现。 在非化石能源体系完整建立前,CO2捕集和封存的技术 (CCS) 具有减少成本及增加实现 温室气体减排灵活性的潜力。针对燃煤电厂、钢铁冶金、水泥建材和石油化工等大型工业常压 烟气的巨大烟气流量和流速,提高了大规模CO2捕集系统运行的费用和技术难度,现有的分离 技术面临着诸多挑战。无论是将CO2进行封存还是资源化利用,高效、低能耗的CO2捕集分离 技术是目前的主要瓶颈。吸附法因其设备简单、能耗低、易于实现自动化操作、低腐蚀性、过 程放大规律简单等因素具有一定的优势,是捕集分离CO2气体最有希望实现大规模应用的重要 备选技术之一。 燃煤电厂、钢铁冶金、水泥建材和石油化工等主要工业烟道气中CO2的大规模、低成本 捕集需要通过多种手段的创新和集成才能完成,涉及新型高效吸附材料开发、循环吸附/脱附 工艺优化、吸附设备设计、捕集过程与烟道气除湿除杂质过程及后续压缩液化利用或者封存过 程的系统集成优化、工厂低品位余热的合理利用。 华东理工大学对吸附法捕集CO2关键技术展开了系统研究,通过国际合作引进欧洲先进的 吸附捕集技术,建立循环吸附/脱吸过程的数学模型,开发两级多塔循环吸附捕集CO2工艺模 拟优化软件包。已设计和建设年处理量20万标米的常压烟道气CO2吸附捕集中试示范装置,捕 集能耗比现有技术能耗下降20%以上,形成成套自主的CO2吸附捕集技术,为国家CO2减排计 划提供先进技术支撑。
华东理工大学 2021-04-11
电离辐射技术制备离子液体功能化吸附分离层析树脂材料与应用
一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 离子液体是第一种由离子组成的液态熔盐,作为一种新型绿色介质或“软”功能材料可应用于分离,催化,材料,新能源,石油化工等诸多领域。本技术通过利用高效清洁的电离辐射接枝技术结合化学手法相结合将离子液体牢固化学键合负载到不同的载体上,得到一系列新型固体材料,兼具了离子液体与载体的特征,能够显著提升离子液体的利用率,无需引发剂,接枝产物中不残留催化剂等优点。目前已经成功将多种离子液体成功固载到微晶纤维素微球、二氧化硅微球、聚苯乙烯微球等基材,制备出一系列新型吸附分离用途的分离层析树脂材料。
华中科技大学 2022-07-26
深海微生物驱动碳氮循环耦合研究
浮游植物在表层获取光能固定CO2,形成颗粒有机碳(POC)往下沉降,在深海再矿化后生成铵(NH4+),从而为深海化能自养细菌/古菌提供了能量来源。因此,氨氧化古菌和亚硝氧化细菌所介导的两步硝化过程是实现光能传递到深海被利用的重要途径,是深海重要的供能过程,支撑了海洋“黑暗固碳”——不依赖于光合作用的化能自养固碳,为深海生物圈提供了“新”的有机质,同时积累硝氮。由于亚硝氧化菌群研究的长期滞后,氨氧化和亚硝氧化功能群在深海的协作关系始终不明了,因此国际上对深海硝化菌群支撑的碳(C)−氮(N)耦合机理(定性)的理解仍极为有限,对C−N计量学关系(定量)的准确估算仍是空白。 该研究工作结合多组学分析、生理学实验、现场原位速率及动力学观测和模拟,以及生态系统模型,阐释了氨氧化古菌和亚硝氧化细菌显著差异的代谢策略,及两步氧化过程耦合、硝化与黑暗固碳耦合的生理生态学机制,建立了硝化菌群支撑的C−N、物质与能量转换的计量学关系,量化了深海硝化过程对深海生物圈及全球海洋碳循环的贡献和影响。该工作为深海物质与能量循环研究提供了新的参数,对深入认识深海生物地球化学过程具有重要意义。
厦门大学 2021-02-01
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