氢燃料电池汽车动力系统生命周期评价及关键参数对比

发展氢燃料电池汽车被认为是解决能源安全和环境污染问题的理想解决方案之一,为量化探究氢燃料电池汽车动力系统的化石能源消耗和排放情况,运用GaBi软件建模,以新能源汽车相关技术路线为参考,构建我国氢燃料电池汽车动力系统的数据清单并对其全生命周期化石能源消耗和全球变暖潜值情况进行定量评价计算和预测分析,对不同类型的双极板、不同能量控制策略和不同制氢方式对环境的影响分别进行了对比研究,并对关键数据进行了不确定分析.结果表明,预计到2030年我国每台氢燃料电池汽车动力系统生命周期的化石能源消耗量（ADP_f）、全球变暖潜值（GWP,以CO₂ eq计）和酸化潜值（AP,以SO₂ eq计）分别为1.35×10⁵ MJ、9108 kg和15.79 kg.动力系统生产制造阶段的化石能源消耗和全球变暖潜值均高于使用阶段,主要原因是燃料电池堆栈和储氢罐的制造过程.金属双极板、石墨复合双极板和石墨双极板的制造工艺中石墨复合双极板的综合环境效益最好.能量控制策略的优化会使得氢能消耗降低,当氢能消耗降低22.8%时,动力系统的生命周期化石能源消耗和全球变暖潜值分别降低10.4%和8.3%.相比于甲烷蒸气重整制氢,基于混合电网电解水制氢的动力系统生命周期全球变暖潜值高出53.7%[KG-*6],而基于水电电解水制氢降低39.6%.降低动力系统生命周期化石能源消耗和全球变暖潜值的措施包括优化能量控制策略降低氢能消耗、规模化发展可再生能源发电电解水制氢产业和聚焦突破燃料电池堆栈关键技术实现性能提升.     

从废旧锌锰电池中回收汞和铵的工艺研究

针对废旧锌锰电池中汞分散存在给回收处理废旧锌锰电池工作完全回收汞所带来的困难,利用汞和铵的性质特点,找到了从废旧锌锰电池中集中回收汞和铵的工艺条件,为废旧锌锰电池的资源化和防止二次污染创造了有利条件.     

机械分选-预脱硫处理废铅酸电池

废铅酸电池在提炼过程中产生大量的二氧化硫、铅烟尘等污染物，通过实施“机械分选-预脱硫”，可最大限度地提高回收率，减少对环境的污染，利于环境和经济的协调发展。     

真空蒸馏回收镍镉电池中镉金属工艺优化模型研究

利用正交试验的方法对真空蒸馏回收镍镉电池进行工艺研究。通过分析温度、压力、蒸馏时间、打孔数目4个因素对镉金属回收比重的影响，确定了真空蒸馏回收镍镉电池中镉金属的最佳试验条件为温度950℃，压力133Pa，蒸馏12h，打孔4个。并在此基础上建立模型对镉金属回收量进行估算，为镍镉电池回收的中试试验奠定了基础。     

酸浸—萃取—沉淀法回收废锂离子电池中的钴

采用酸浸—萃取—沉淀法回收废锂离子电池中的钴。实验结果表明:废锂离子电池在600℃下煅烧5 h可将正极材料上的有机黏结剂与正极活性物质分离;正极活性物质在Na OH溶液浓度为2.0 mol/L、n(Na OH)∶n(铝)=2.5、碱浸温度为20℃的条件下碱浸反应1 h后,铝浸出率达99.7%;已除铝的正极活性物质在硫酸浓度为2.5 mol/L、H_2O_2质量浓度为7.25 g/L、液固比为10、酸浸温度为85℃的条件下酸浸反应120 min,钴浸出率高达98.0%;酸浸液在p H为3.5、萃取剂P507与Cyanex272体积比为1∶1的条件下,经2级萃取,钴萃取率为95.5%;采用H_2SO_4溶液反萃后在硫化钠质量浓度为8 g/L、反萃液p H为4的条件下沉淀反应10 min,钴沉淀率达99.9%。     

锂离子电池火灾危险性研究

为解决锂离子电池在应用、运输中的火灾安全问题,并为锂离子电池火灾扑灭技术研究提供支撑,以钴酸锂18650型及大容量的聚合物锂离子电池为研究对象,通过开展针刺、短路、耐热等滥用试验寻求锂离子电池及电池组引发火灾的条件和因素。通过开展燃烧试验,分析锂离子电池的燃烧特点。试验结果表明:正极材料为钴酸锂的18650型锂离子电池自燃温度约为170℃,大容量的聚合物锂离子电池组在内部短路后,可能发生燃烧甚至轰燃现象且燃烧残留物温度高,易引发火灾;18650型锂离子电池在短路条件下会长时间持续放热,存在引发火灾的可能;单只锂离子电池燃烧后能够引燃相邻的电池,从而形成电池组的连锁燃烧反应。     

锂离子电池常用有机液体电解质中有机溶剂的生命周期评价

评价了锂离子二次电池常用有机液体电解质对环境的影响.在其它条件相同的情况下,电解液中不同有机溶剂配比的不同,使得其对环境的影响值不同,碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯两种有机溶剂按不同比例混合,比例越大对环境影响越小.通过评价和分析两种有机溶剂对环境影响值的贡献率,可为二次电池研发者提供选择最优配比的方法.     

光伏发电系统最大功率跟踪控制的仿真研究

针对光伏电池最大功率点随环境条件变化而发生漂移的问题,建立光伏电池的等效模型,采用 PVsyst 软件仿真光伏电池在不同光照及温度条件下的输出特性,利用 Matlab/Simulink软件建立基于电导增量法的最大功率点跟踪(Maximum Power Pint Tracking,MPPT)仿真模型。仿真结果表明:基于电导增量法的 MPPT 控制方法,能使光伏发电系统在环境及负载变化情况下快速实现 MPPT,且稳态精度高。     

引信液体储备电池的双环境力模拟方法

同时模拟发射时后坐和旋转两种弹道环境,是研究液体储备电池电性能参数与后坐力和旋转速度之间关系的重要手段。采用空气炮发射方法,将安装电池的弹丸射入旋转筒中,和旋转筒中的冲击垫碰撞,实现后坐与旋转双环境力的模拟。试验结果表明,此方法可以模拟过载在2000¹0000 g,旋转速度300010000 g,旋转速度3000¹2000 r/min的引信电池电性能试验和检测条件。     

四室微生物燃料电池同步脱氮除碳及产电性能

微生物燃料电池近年来被证实可以用来同步脱氮,然而微生物燃料电池中阴阳极室通常以不同成分的污水作为底物。为了实现废水脱氮,往往需要进行出水调配或停曝等复杂的操作。为解决上述问题,本研究构建了阴极硝化耦合阳极反硝化的四室微生物燃料电池(four chamber microbial fuel cell,FC-MFC),阳极室与阴极室之间用阳离子交换膜(cation exchange membrane,CEM)与阴离子交换膜(anion exchange membrane,AEM)进行交替分隔。在浓度差作用下离子进行定向迁移,最终实现阳极室有机物和氨氮的同步去除。探讨了阳极COD(即进水碳氮比)对FC-MFC产电及污染物去除效果的影响,并分析FC-MFC的氮去除途径。结果表明：随着阳极室COD的增加,各MFC模块的产电周期、峰值输出电压和最大功率密度随之增加,同时阳极室COD和TN的去除率也呈上升趋势,该系统对高碳氮比污水具有良好的抵抗负荷。当进水COD和NH₄⁺-N质量浓度分别为1 100 mg·L⁻¹和100 mg·L⁻¹时,4个MFC模块的峰值输出电压介于526~619 mV,最大功率密度为103.47~121.00 mW·m⁻²,阳极室COD去除率和TN去除率分别高达94%和96%以上。氮去除途径分析结果表明,阳极室微生物吸附代谢作用、阴极室内源反硝化、阴极室通过AEM迁移至后序位阳极室进行反硝化过程分别贡献了25.96%~25.97%、0.91%~5.18%、68.87%~73.20%。