Recent progress of the gas diffusion layer in proton exchange membrane fuel cells: Material and structure designs of microporous layer

Proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) have become the most attractive power supply units for stationary and mobile applications. The operation, design characteristics, as well as performance of PEMFCs, are closely related to the multiphase transport of mass, heat, and electricity in the cell, a critical of which is the gas diffusion layer (GDL). It is very important to guarantee the transmission of water and gasses under high current density, and which is the weakness of PEMFCs at present. Microporous layer (MPL) is considered to be the key variable for mass transfer, so varieties of works focus on modification of MPL materials and its structure design. However, there is still a lack of special review to summarize and prospect the progress of MPL in recent years. This review article therefore focuses on the insights and comprehensive understanding of four critical issues of the MPL, the porosity, pore size distribution, wettability, structural design and the durability of MPL. At last, the conclusion and recommendations section summarized the future prospects and recommendations for possible research opportunities.     

多晶硅锭中硬质点分析及控制研究

以多晶硅锭中硬质点为研究对象,通过实验研究和数值模拟的方法,对多晶硅锭中硬质点进行形貌和成分分析,并提出改善控制方法。研究结果表明硅锭中部的硬质点较细小,主要由SiC组成;硅锭头部的硬质点较粗大,主要由SiC和Si3N4组成,还有少量O的存在。进一步研究发现多晶硅定向凝固铸锭炉的热场结构对于多晶硅锭硬质点形成有直接影响,通过改进热场结构,优化晶体生长界面,显著减少了铸锭中硬质点的数量。     

基于统计软件R的安全壳泄漏率试验数据有效性分析

安全壳泄漏率计算过程中，最重要的环节是以不同时刻测量数据对时间进行线性回归分析。对回归的显著性检验以及方差分析是评价试验结果有效性的重要手段。本文基于统计软件R对某电厂调试阶段安全壳泄漏率试验的数据进行分析，通过对线性回归模型的独立性、正态性和异方差性检验以及极端样本点的剔除等方式，探讨泄漏率计算前的回归诊断对计算结果可靠性的影响。通过回归诊断的实例分析发现，在安全壳泄漏率计算的数据样本中，可能存在自相关、非正态和异方差性等问题影响回归结果，进而影响泄漏率的最终结果。因此，在计算泄漏率结果时，须通过回归诊断方法评价数据的有效性，对不能通过检验的样本应通过适当方法对最终结果进行修正。      

海底电缆交叉鬼波化双检合并技术改进及应用

双检合并技术在海底电缆地震资料处理中被广泛应用,可衰减电缆鬼波的影响。传统方式以水、陆检记录的波场记录相同为假设,电缆鬼波压制效果差,合并效果并不理想。在分析交叉鬼波化双检合并技术基本原理的基础上,综合利用水检资料与陆检鬼波褶积的结果和陆检资料与水检鬼波褶积的结果求取刻度算子,同时在地震资料处理中利用陆检资料标定水检资料,从而优化了交叉鬼波化双检合并技术。实际资料处理结果表明,改进后的技术可有效衰减电缆鬼波,分离出上行波场,大幅度拓宽地震资料频带,提高地震资料分辨率,从而提供更丰富的构造细节信息。     

生产过程质量不合格品系统(IQS)方案建模及优化

针对不合格品的高效处置、数据的有效分析对企业质量控制具有深远的意义,其是装备制造领域质量管理研究的重点。文章以SAP接口二次开发、IQS流程建模、数据库建立、系统实用价值等方面展开详细论述,确保质量信息可追溯分析。     

Polyethylene oxide-polypropylene oxide -polyethylene oxide derived porous carbon materials with different molecular weights as ORR catalyst in alkaline electrolytes

Polyethylene oxide (PEO)-polypropylene oxide (PPO)-polyethylene oxide block copolymer having different molecular weights are used as precursors of carbon materials to prepare Hollow -Derivatives carbon material as an electrocatalyst through block copolymer self-assembly. The composition and microstructure of the prepared catalysts are shown by Raman spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), Test of nitrogen adsorption and desorption curves, High resolution transmission electron microscopy (HR-TEM) and scanning electron microscopy (HR-SEM). Oxygen was passed into alkaline electrolyte solution until the solution reached saturation state. With molecular weight increasing, the obtained sample gradually changed from block to hollow and spherical. When the molecular weight was 12600 g mol^?1, the evenly hollow carbon nanocages was acquired (C-12600). In O₂ saturated alkaline electrolyte (0.1 M KOH solution), C-12600's limited current density，half-wave potential and initial potential are 5.23 mA cm^?2@0.4 V, 0.72 V and 0.81 V, respectively. And most important is that half-wave potential and onset potential have barely change after 2000 cycles of cyclic voltammetry. As a result, the porous carbon materials exhibited excellent electrocatalytic activity while maintaining high stability in alkaline KOH solution.     

基于FCM燃料的商业压水堆中子学分析

全陶瓷微封装(Fully Ceramic Microencapsulated,FCM)燃料是一种将三结构同向性型(Tri-structural isotropic,TRISO)燃料颗粒弥散于SiC基质的先进燃料,具有良好的包容裂变产物的能力,能有效地改善核燃料在严重事故下保持结构完整性的能力,有利于降低核电站发生大量放射性物质泄漏的风险,是耐事故燃料(Accident Tolerant Fuel,ATF)的主要研究方向之一。与传统UO_2陶瓷芯块燃料相比,FCM燃料的U装量较少,且燃料基体采用SiC,慢化能力较好,可能导致FCM燃料应用于商业压水堆时寿期初慢化剂温度系数为正,不能满足堆芯的固有安全性。本文以标准AFA3G 17×17栅格形式的UO_2-Zr合金燃料组件为参照对象,采用中核集团自主研发的NESTOR软件,分析了17×17和13×13两种栅格形式的FCM燃料(UN核芯)组件的中子学特性,评价了由13×13栅格形式的FCM燃料(UN核芯)组成反应堆堆芯的总体物理特性。研究表明:含钆可燃毒物的13×13栅格形式的FCM燃料(UN核芯)组件可满足欠慢化要求,13×13栅格形式的FCM燃料(UN核芯)用于大型商业压水堆堆芯的慢化剂温度系数可以为负,首循环堆芯可达到与参照堆芯接近的燃耗深度与循环长度,能初步满足商业压水堆堆芯的固有安全性和经济性的要求。     

摇摆运动下多环路主冷却剂系统自然循环流量的稳定性分析

海洋核动力平台因其突出的安全性已成为当今核能领域热点研究问题之一，但在海洋等非惯性条件下会使一回路系统的热工特性发生变化。针对此问题，本文对几种典型的一回路系统在摇摆条件下的自然循环流量波动特性进行计算分析。分别建立典型的双环路、三环路、四环路的一回路系统模型布置方案，并同时考虑摇摆中心的位置，根据流体动量守恒方程，得到不同状态下一回路系统内的流量变化规律。对于单堆双环路系统，摇摆中心在船上/中/下部位置时，环路流量波动幅度分别为13.2%/11.2%/9.5%，堆芯流量波动幅度分别为0.9%/0.8%/0.6%；对于单堆三环路系统，摇摆中心在船下部时，环路流量和堆芯流量波动幅度分别为9.2%和0.8%；对于单堆四环路系统，摇摆中心在船下部时，布置方案1和方案2的环路流量波动幅度分别为9.5%和9.2%，堆芯流量波动幅度分别为0.9%和0.7%。计算结果表明：采用单堆双环路的设计布置方案是最有利于系统稳定性的。