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科研动态|我院科研人员在热电转换领域取得重要进展
2018-12-24 17:41:34

随着世界经济的增长,能源需求持续增长,能源短缺是世界各国面临的重要问题。长期以来,工业生产活动(如各类工厂和发电厂)产生了大量的余热;地热和干燥的岩石热量本质上是低质量的热能。如何利用这些能源是国内外广泛关注的问题。

近日,申博体育平台_网站刘永宁教授发明了一种热电转换氢离子浓缩热电池,并与热流科学与工程系重点实验室陈力教授合作。申博体育网站。计算热电转换效率。氢离子浓缩热电池采用燃料电池结构,利用离子浓缩电池的原理实现热电转换。电池的工作原理如下:氢从阳极氧化成氢离子进入电池,在阳极和阴极的两侧形成离子浓度差。离子从阳极扩散通过质子交换膜,然后到达阴极并还原成氢气。氢不被消耗,但它贡献电子,发电,整个过程实现热电能转换。在170℃时,该系统的电流密度高达21mA cm-2,功率密度高达10.3Wm-2,热电转换效率为13.72%,高于目前报道的热电材料。转换效率。基于燃料电池的结构特征,电池还可以串联形成电池组,以增加电池的输出电压和功率。研究成果为热能利用提供了新途径。

氢离子浓度热电池工作原理及电池性能

该研究结果最近在网上发表在主题为“通过促进燃料电池结构的H +离子浓度差异收集废热能”的主题国际能源期刊Nano Energy(IF=13.12)。该研究是一个涉及材料科学,电化学,传热和传质等的跨学科方向。来自不同学科的研究人员进行了深入的合作。论文的第一作者是刘岩,他是申博体育平台的博士生。来文作者是申博体育平台的刘永宁教授。共同作者包括申博体育网站热流科学与工程重点实验室陈丽教授和美国新泽西州罗格斯大学。 Tewodros Asefa教授,申博体育网站第一位作者。刘永宁教授多年来一直在探索和研究锂离子电池材料,燃料电池和超级电容器等能源材料和技术。许多研究成果已发表在Nano Letter,Nano Energy,Journal of Materials Chemistry A和其他国际知名国家。日志。氢离子浓缩热电池是基于这些研究成果发明的全新电池,是独立创意的结果。

链接到该文件:https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2018.12.022

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