姚森
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何雅玲
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席奂
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李印实
工程热物理学报
膨体聚四氟乙烯(ePTFE)膜以聚四氟乙烯为原料膨化拉伸而成,具有耐酸碱、强度高、生物适应性强、抗污染性高等优点.本文对已商品化的ePTFE膜进行亲水处理,并对无膜以及使用Nafion 117质子交换膜,未处理的ePTFE膜,亲水处理的ePTFE膜时的微生物燃料电池的性能进行了比较.实验发现ePTFE膜经过亲水处理后其与水的接触角从122°变化为64°;使用亲水性ePTFE膜的微生物燃料电池获得的最大功率密度为1303 mW/m2,高于无膜(1170mW/m2),使用Nafion 117(840 mW/m2)和未处理ePTFE膜(678 mW/m2)时的功率密度.结果表明ePTFE膜可以作为微生物燃料电池的分隔物,并且通过改善膜表面与水的接触角可以在增加质子传递效率的同时减小氧气的渗透,进而提高微生物燃料电池的电池性能.
关键词:
微生物燃料电池
,
亲水改性
,
膨体聚四氟乙烯膜
尤健
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何雅玲
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姚森
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李明佳
工程热物理学报
本文采用二乙醇胺(DEA)作为化学吸收剂,通过流程模拟工具Aspen plus对电厂烟道气的CO2捕集过程进行模拟,分析各个关键参数对系统性能的影响.最后利用MATLAB软件构建了三种模型,对CO2捕集技术的环境影响进行评价.结论表明:升高吸收溶液温度会减少DEA溶剂损失,降低再沸器热负荷,不过提高溶液温度会消耗额外的能量;当吸收溶液质量分数为0.25时,再沸器消耗的等效功最少;在轮船运输场景下,当泄漏因子取0.05时,其有效排放因子大于参考电厂的排放因子,CCS技术在减缓气候变暖中不会起到作用.
关键词:
CO2捕集
,
Aspen plus
,
二乙醇胺
,
环境影响
姚森
,
何雅玲
,
谢涛
,
席奂
工程热物理学报
本文对含有Botryococcus BrauniiUTEX572的微生物碳捕获电池阴极室内的光合有效辐射（Photosynthetically active radiation，PAR）分布建立数学模型。采用离散坐标法（Discrete Ordinate Method，DOM）求解一维稳态辐射传递方程（Radiative transfer equation，RTE），使用SMARTS（the Simple Model for Atmospheric Transmission of Sunshine）模式对边界条件进行计算。在所建模型基础上，对400-800nm波长范围的阴极室内PAR分布情况进行计算，并结合Botry-ococcus Braunii UTEX 572的生长动力学对CO2的局部吸收速率进行研究。同时对不同散射处理方法，气泡含量以及藻类浓度对CO2捕获速率的影响进行对比，为改善光在微生物碳捕获燃料电池阴极室的分布和阴极室优化设计提供依据。
关键词:
光合有效辐射
,
辐射传递
,
离散坐标法
,
CO2捕获
姚森
,
何雅玲
,
席奂
工程热物理学报
微生物燃料电池对阳极溶液中可溶性有机物的氧化降解是通过附着在电极上的生物膜进行的.本文建立了微生物燃料电池阳极生物膜一维数学模型,采用有限容积法对控制方程进行离散,对组分方程和电势方程进行耦合求解,研究了生物膜的孔隙率、液相主体浓度和电导率对产电性能的影响.计算结果表明孔隙的存在对生物膜的产能具有积极作用;底物主体浓度较低时,底物浓度是限制电子产生的主要因素,随着底物主体浓度的升高,电导率是限制微生物电子生成的主要因素,提高电导率可以改善生物膜上的电子产生速率.高电导率不仅降低了生物膜内电子传递的阻力,而且也间接地提高了靠近液相主体的生物膜区域的电子生成速率.
关键词:
微生物燃料电池
,
生物膜
,
传质
