直接乙醇燃料电池阳极催化剂Pt-Rh-SnO2/C的制备与表征

用交替微波法制备了SnO2/C复合材料,以该材料为载体制备了不同Pt∶Rh比例的Pt-Rh-SnO2/C催化剂,应用透射电镜（TEM）及X射线衍射（XRD）方法对所制备催化剂的微观结构进行了表征,通过循环伏安法和计时电流法测试了催化剂对乙醇的催化氧化性能.结果表明,微波辅助多元醇法利用SnO2/C作为催化剂载体可以制备具有良好分散度的Pt-Rh-SnO2/C催化剂,不同比例的Pt-Rh-SnO2/C催化剂金属粒子的平均粒径都小于4nm,且粒径分布较窄;该系列催化剂中Pt具有面心立方结构,随着Pt含量不断增加,粒径逐渐增加.当Pt∶Rh比例为3∶1时,对乙醇的催化氧化具有最好的稳定性和活性.     

乙醇HCCI发动机工作区域的模拟研究

应用0-D单区HCCI发动机模型耦合乙醇氧化反应详细化学动力学机理,对乙醇HCCI发动机的工作区域进行了模拟研究。确定了由过量空气系数(φa)和EGR率表示的HCCI工作区域,分析了工作区域内的排放性能、动力性能以及指示热效率。研究结果表明,在无EGR的工况下,从a=3.2到φa=8.5乙醇可以实现HCCI燃烧,φa<3.2时,出现爆震,必须加入EGR才能抑制爆震燃烧,最大的EGR率达到52%。在HCCI工作区域内,NOx排放较低,最大排放为140×10-6,CO排放较高,φa和EGR率对其影响很大。工作区域内的热效率较高,最大可达到34%,指示平均有效压力受EGR的影响较大,最大峰值达0.5 MPa。     

进气温度对乙醇燃料均质压燃燃烧过程的影响

采用自行设计的进气温度控制系统,在一台由CA6110柴油机改造而成的均质压燃(HCCI)单缸机上进行了进气温度对乙醇HCCI燃烧影响的试验研究。研究发现,在每个工况下都存在一个对应于最大热效率的进气温度,称之为最佳进气温度(PIT),得到了发动机转速、过量空气系数和最佳进气温度间的MAP图。当实际进气温度低于最佳进气温度时,混合气燃烧不及时,指示效率下降;实际进气温度高于最佳进气温度时,混合气燃烧提前,压缩负功增大,指示效率下降;只有当进气温度处在最佳进气温度时,才有最大的指示效率。     

乙醇SI/HCCI燃烧模式平稳转换控制策略研究

如何将均质压燃(HCCI)应用到实际发动机上是当前HCCI研究的热点之一,采用HCCI/SI复合燃烧模式是潜力巨大的出路之一。当发动机采用这种复合燃烧模式时,HCCI只能在一定范围内运行的特点决定了发动机在HCCI和SI两种燃烧模式边界工况发生负荷变化时,需要进行两种燃烧模式的相互转换。实现两种燃烧模式的平稳转换需要对转换过程中影响转换平顺性的因素进行分析,综合控制。通过分析试验所得数据,本研究基于主节气门运动规律、点火提前角和供油规律3个主要影响因素提出了主动、协同的控制策略,实现了两种燃烧模式的平稳转换。     

二茂铁和乙醇对HCCI爆震影响的试验研究

为了抑制HCCI发动机在高负荷时的爆震,通过在基础燃料(PRF90)中分别添加少量二茂铁和乙醇,在一台改造过的4缸柴油机的第4缸进行HCCI燃烧试验,研究其对HCCI发动机爆震的影响。试验结果表明,在发动机转速为1 400 r/min、相同当量比的稳态工况下,随着二茂铁质量分数和乙醇体积分数的增加,HCCI发动机缸压和放热率峰值降低,燃烧持续期增加,爆震得到有效抑制,负荷范围得到拓宽。在较小的质量分数下,二茂铁作用不明显,而过多的二茂铁、乙醇导致发动机失火可能性增加,二茂铁的质量分数应为0.035%左右,乙醇体积分数应为1%左右。     

乙醇燃烧过程中氧和氮的迁移历程分析

在乙醇详细化学反应机理的基础上,添加了NOx的详细机理,得到包含64种组分和388个基元反应的乙醇机理。运用Chemkin-Pro软件中的零维单区内燃机HCCI燃烧模型,计算了乙醇燃烧过程中各基元反应的反应速率(ROP)系数,确定了影响各中间产物生成的主要基元反应方程式。通过ROP分析,阐明了乙醇燃烧过程中,燃料中的氧,空气中的氧、氮的迁移演变历程,对主要中间产物的前躯体物质进行了分析。研究结果表明:乙醇及其燃烧过程中产生的中间产物促进了HCO,H,C2H3的生成,形成了能促进NOx生成的重要前躯体物质OH和O,导致NOx排放偏高。     

柴油-含水乙醇乳化燃料配制及理化特性研究

以柴油作为乳化燃料主要成分,配制了含水乙醇质量分数分别为8.9%,16.1%,22.0%和27.3%4种乳化燃料,并对这些乳化燃料和柴油的理化特性、微观分布及结构进行观测和研究。实验结果表明:单一乳化剂Span80乳化效果较好;随着含水乙醇质量分数增大,乳化燃料的密度和运动黏度略有增加,表面张力略有减小,蒸发性变得更好,初始馏出温度明显降低,含氧量增加,十六烷值和低热值逐渐降低;含水乙醇均匀地分散在柴油中,形成油包水型乳化液,分散相液滴平均直径逐渐增大,乳化燃料稳定性逐渐变差。     

乙醇汽油对汽车污染物排放影响的研究

本文以E10乙醇汽油、国III汽油和国IV汽油为试验参比对象,按照GB18352.5-2013的要求对CO、HC、NMHC和NOx等主要污染物的排放进行了检测和对比研究,并对多种污染的形成原因和排放机理进行了分析。研究结果表明,较之国III汽油相比, E10乙醇汽油可以有效减少CO、HC和NMHC的排放;相对于国IV汽油,乙醇汽油也可有显著的减少HC和NMHC排放;在CO2排放量方面,乙醇汽油与国III汽油相当,相对国IV汽油都有一定程度的减少,长期推广使用对减少温室气体的排放具有积极深远的意义。     

含水乙醇柴油稳定性影响因素的研究

为解决乙醇乳化柴油极易分层的问题,本文以磁力搅拌器、机械搅拌仪为乳化设备,用0#柴油与含水乙醇为原料制备含水乙醇柴油微乳液,通过实验研究了乳化剂HLB值(亲水、亲油平衡值)、乳化剂含量、含水量、乙醇(95%-体积比)含量对含水乙醇柴油微乳液稳定性的影响。试验结果表明混合燃料的稳定性随含水量与乙醇(95%)量的增加而降低;随乳化剂含量的变化稳定性各有不同,且在乳化剂含量为1%左右时稳定性较好;通过增加乳化剂HLB值可在保证微乳液稳定性的前提下提高含水量和乙醇含量;乙醇含量为9%,乳化剂HLB值为3.5,乳化剂含量为1%时,混合燃料的稳定性最好。本文的研究结果对乙醇乳化柴油的配制具有重要的指导意义。     

燃料生命周期影响评价指标的优化

生命周期影响评价是生命周期评价的重要环节。提出了能量使用、不可再生资源消耗、人体毒性、气溶胶、酸化和全球变暖六个重要的燃料生命周期影响评价指标。建立了评价指标的优化模型,并以木薯乙醇混合燃料的能量使用指标为例,进行了优化案例分析。文中提供的生命周期影响评价指标和优化方法可以用于各种燃料的影响评价和优化,有重要的应用价值。