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國巨貼片電容代理凝膠膜的應力

作者: 發布時間:2020-09-10 17:37:39點擊:552

國巨貼片電容代理利用固體農業廢棄物玉米秸稈作為原料,經高溫煅燒,KOH刻蝕獲得具有較大比表面積的多孔生物炭材料,并采用粉末X射線衍射儀(XRD)、場發射掃描電鏡(FE-SEM)、紅外光譜(FT-IR)、拉曼光譜(Raman)以及比表面積和孔徑分析儀(BET)等表征手段,研究其物理、化學結構和微觀形貌.結果表明,所制備的生物炭材料具有發達的"微孔-中孔-大孔"三維貫通多級孔道結構,比表面積高達1228 m2?g-1.將其作為電極材料,與H2SO4/PVA凝膠電解質可組裝成為具有柔性的全固態超級國巨貼片電容代理.利用循環伏安測試(CV)、恒電流充放電(GCD)以及交流阻抗測試(EIS)對柔性超級國巨貼片電容代理電化學性能進行了測試.在電流密度為1.0 A?g-1的條件下,其比容量可達125 F?g-1.該器件具有良好的機械柔性和電化學穩定性,將其從0°彎曲至180°的過程中,比電容保持率約為93.5%;以不同彎曲角度將其連續彎折100次后,仍能保持較高的比電容.此外,在彎折角度180°、充放電電流密度為5.0 A?g-1的條件下經過500次循環充放電后,比電容值保持率約為95.6%,庫侖效率約為94.9%.說明所制備的柔性超級國巨貼片電容代理具有優異的充放電性能和長效循環穩定性.作為一種柔性、質輕、便攜的儲能裝置,在可穿戴電子器件領域內具有潛在應用價值.同時該方法也為固體農業廢棄物玉米秸稈的高附加值轉化利用和新型綠色能源器件創新研制提供了新的技術途徑.

基于模塊化多電平換流器的固態變壓器(modular multilevel converter based solid state transformer,MMC-SST)由模塊化多電平換流器和多個雙有源橋變換器(dual active bridge,DAB)組成,是實現交直流混合配電網柔性互聯及多端潮流控制的關鍵裝置.MMC-SST子模塊電容較大,制約了裝置功率密度的提升,影響了其在配電網的應用.該文提出一種基于波動功率傳遞的MMC-SST子模塊電容優化方法及控制策略,該方法將電容電流中的低頻成分傳遞到DAB低壓側,以降低子模塊電容電壓波動,從而優化電容容值.


同時,量化分析了波動功率傳遞對DAB器件參數的影響,并對比了優化前后的功率密度.針對MMC-SST的仿真與實驗結果表明,采用電容優化方法,子模塊電容容值可減小為常規方法的15%,MMC子模塊和DAB單元的整體功率密度提高了104%,滿足MMC-SST在配網中應用的緊湊化設計要求.


國巨貼片電容代理通過在PVA/H3PO4凝膠中添加氧化還原電解質Na2MoO4,制備了PVA/H3PO4/Na2MoO4復合凝膠電解質,隨后將其與活性炭布組合,制備了全固態柔性超級國巨貼片電容代理,并測試了凝膠膜的應力-應變性能、膜電導率及電化學性能.結果表明,Na2MoO4的加入可以在一定程度上改善凝膠膜的機械強度和電導率.相同的電流密度下,由PVA/H3PO4/Na2MoO4凝膠電解質構筑的國巨貼片電容代理,比PVA/H3PO4擁有更高的比容量,且表現出更小的電壓降.該國巨貼片電容代理在1 mA?cm-2的比容量可達1021mF?cm-2,即使電流擴大20倍,依舊保持62%的高倍率性能.該全固態超級國巨貼片電容代理的能量密度更大為138μWh?cm-2,更大功率密度為6237μW?cm-2.



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