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正文內(nèi)容

20xx-20xx年大規(guī)模高效液流電池儲能技術(shù)的基礎(chǔ)研究(專業(yè)版)

2024-12-23 09:06上一頁面

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【正文】 因此,部門結(jié)合以往的工作模式,針對今后工作的難點、重點,切實加強內(nèi)部管理,對工作任務(wù)與責任進行了重新分配與落實,明確工作職責,現(xiàn)將 09 年部門工作總結(jié)如下:一、掌握工程動態(tài),提前做好工程的統(tǒng)籌安排。 公司在做好各項工作的同時,非常注重信訪工作。具體措施為:第一是為每個施工標段配備專職安全監(jiān)督員,做到警鐘長鳴,并及時做好安全臺帳。分工明確,責任到人,狠抓了單位內(nèi)部各類人員職責的制定和落實,建立健全各項管理制度,使各崗位人員明確職責和責任,掌握各自的工作目標和任務(wù), 增強責任感和工作的主動性、積極性,提高了工作效益,堅持以前瞻的思路研究發(fā)展規(guī)律,以科學的規(guī)劃指導各項工作,提高了單位的整體管理水平。在三秋期間積極響應(yīng)師黨委號召,組織全體黨員干部到三十五團參加支農(nóng)拾花勞動。 (一)按照兵團 “1+3” 文件關(guān)于 “ 兩個擴大 ” 的要求,不斷擴大職工經(jīng)營自主權(quán)和基層民主政治權(quán),以堅持和完善職工代表大會、平等協(xié)商簽訂集體合同、民主選舉、團(連)務(wù)公開等各項制度為重點,狠抓 “ 六公開、三上墻、兩監(jiān)督和明白卡 ” 等民主管理措施的落實,切實維護職工的合法權(quán)益。在黨的十六大四中全會召開以后,認真學習大會的精神和文件,特別是對全會討論通過的《關(guān)于加強中國共產(chǎn)黨執(zhí)政能力建設(shè)的決定》,不僅在支部成員內(nèi)部認真學習貫徹,而且還在工會全體工作人員中傳達貫徹學習。 確定 2 個以上的液流電池新體系,研究電池性能及其影響因素;及電池結(jié)構(gòu)的放大; 研究溴在膜材料內(nèi)部傳遞機理。 第四年度 重點進行液流儲能電 池關(guān)鍵材料的設(shè)計理論和合成方法的工程科學原理研究。 研究液流儲能電池與電力變換器的模塊化集成方法;電氣網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的模擬仿真; 液流儲能電池控制系統(tǒng)的信息獲取、處理與融合技術(shù)。 四、年度計劃 研究內(nèi)容 預(yù)期目標 第一年度 進行液流儲能電池關(guān)鍵材料的構(gòu)效關(guān)系和影響機制的初步 研究。 項目的特色 針對國家重大需求 本項目針對我國太陽能和風能等可再生能源發(fā)電的普及應(yīng)用及電力系統(tǒng)平衡用戶端負荷、提高電能利用效率、落實節(jié)能減排目標對大規(guī)模高效液流儲能技術(shù)的重大需求開展基礎(chǔ)研究,解決實用化前必須突破的關(guān)鍵科學問題, 有著直接而明確的應(yīng)用背景。以求在5 年內(nèi)取得具有原始創(chuàng)新的突破性基礎(chǔ)研究成果,揭示電解質(zhì)溶液、離子交換膜、電極極板等關(guān)鍵材料的構(gòu)效關(guān)系、多組分協(xié)同作用機理、材料組分和合成方法對穩(wěn)定性、耐久性的關(guān)聯(lián)及調(diào)控機制。 主要研究內(nèi)容包括:大規(guī)模液流儲能系統(tǒng)的高效電能變換耦合機理及系統(tǒng)集成方法、大規(guī)模液流儲能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制理論、大規(guī)模液流儲能系統(tǒng)的能量優(yōu)化控制與綜合管理策略、含大規(guī)模液流儲能的可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的綜合仿真與實驗研究。探討適合全液相液流儲能的新電對,探索具有高穩(wěn)定性、高能效的全液相液流儲能新體系。 b) 烴類聚合物離子交換膜的研究 液流電池儲能技術(shù)最終能否普及應(yīng)用的關(guān)鍵在于其技術(shù)是否有市場競爭力。 針對上述科學問題,采用理論設(shè)計與實驗驗證緊密結(jié)合的方法,從分子水平 揭示材料制備與應(yīng)用過程的科學原理。電解質(zhì)中的雜質(zhì)元素的種類和濃度也會嚴重影響電解質(zhì)溶液的穩(wěn)定性。要保證電池模塊和電池系統(tǒng)在規(guī)模放大過程中功率密度和能量效率不降低,就必須保持電解質(zhì)溶液在電極表面和各單電池及電池模塊之間均勻分配。 液流儲能電池關(guān)鍵材料的設(shè)計理論、合成方法及規(guī)?;苽涞墓こ炭茖W原理 電解質(zhì)溶液、離子交換膜、電極極板是液流儲能電池的核心部件。目前的離子交換膜存在選擇性差、價格昂貴等問題,是液流 儲能電池規(guī)模化應(yīng)用的瓶頸 問題 。另外,在電池的規(guī)模放大過程中電解液分配的不均勻性越加嚴重,公用管道中內(nèi)漏電電流損失增大等。例如目前的全釩液流儲能電池系統(tǒng)運行一段時間后就會出現(xiàn)正極釩離子濃度升高和電解液體積增大,負極相應(yīng)減少的現(xiàn)象。 高濃度、高穩(wěn)定性電解質(zhì)溶液長期穩(wěn)定化調(diào)控機制 電解質(zhì)溶液是液流儲能電池的儲能介質(zhì),其濃度直接影響電池的能量密度,其穩(wěn)定性決定了電池的使用壽命。這類體系充放電反應(yīng)發(fā)生在惰性電極與電解液的界面上,電極無固相變化及形貌改變,容易保證電 池模塊 的一致性、均勻性和循環(huán)壽命,已步入商業(yè)化示范階段的全釩液流電池即是此類體系的代表。 高導電性、高耐久性、低成本電 極極板的結(jié)構(gòu)設(shè)計及制備方法 電極是電解液電化學反應(yīng)的場所,極板起到分隔正、負極電解液和收集電流的作用。 儲能系統(tǒng)在各種運行方式下發(fā)電單元、儲能單元、負荷之間的能量優(yōu)化和管理控制是 適應(yīng)發(fā)電端和用戶端狀態(tài)的隨機性變化、確保液流儲能系統(tǒng)大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵 。 高濃度全釩液流儲能電池電解質(zhì)溶液穩(wěn)定化機制研究 不同釩物種有一定的溶解度, V(Ⅱ )、 V(Ⅲ )和 V(Ⅳ )隨著溫度升高溶解度增大,但 V(Ⅴ )在溫度較高時容易發(fā)生沉淀析出,由此導致儲能電池系統(tǒng)不能正常運行。 離子交換膜的長期與運行穩(wěn)定性研究 通過極限條件下加速材料老化的方法,研究離子交換膜在 液流電池中的長期運行穩(wěn)定性。在此基礎(chǔ)上,研究電極材料的表面改性及結(jié)構(gòu)優(yōu)化,建立提高電極反應(yīng)活性和選擇性,降低電子傳導阻力的策略和方法。 本課題擬通過模擬仿真和實驗驗證相結(jié)合的方法,重點研究大功率液流儲能電池內(nèi)電極表面及各單電池內(nèi)電解質(zhì)溶液傳質(zhì)的均勻性和電流密度分布均勻性與電池結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)。 ( 6)申報與獲授權(quán)發(fā)明專利 50 項以上,發(fā)表在 SCI 和 EI 收錄論文200 篇以上;培養(yǎng) 2~ 3 名具有國際影響的 學術(shù)帶頭人和一批中青年學術(shù)骨干;培養(yǎng)出 50 名以上本項目相關(guān)領(lǐng)域的研究生。完成從理論到技 術(shù),從單元到系統(tǒng),從測試表征到驗證平臺及工程化的基礎(chǔ)理論與工程技術(shù)研究。項目的前期研究工作已取得了重大進展,關(guān)鍵科學問題源于工程開發(fā)中遇到的瓶頸問題,具有明確的研究目標。聚偏氟乙烯基、非氟烴類及陰陽復合離子交換膜的合成設(shè)計理論初步研究,及相應(yīng)膜材料的離子傳導機理研究。 研究大規(guī)模液流儲能系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性特征;建立多個變換器之間控制和保護特性的協(xié)調(diào)機理與協(xié)調(diào)控制方法;建立液流電池儲能 /可再生能源發(fā)電混合協(xié)調(diào)的動態(tài)、穩(wěn)態(tài) 數(shù)值仿真和物理仿真模型。 闡明電極結(jié)構(gòu)、表面物理與化學性質(zhì)與電極反應(yīng)速度的關(guān)系,建立電極設(shè)計方法。 開發(fā) 1 套電能變換裝置和 1 套綜合能量管理控制策略裝置。在支部內(nèi)部,充分發(fā)揮領(lǐng)導干部和骨干黨員的先鋒模范作用,帶動了支部工作躍上了一個新的臺階。經(jīng)過支部民主評議,支部全體黨員的優(yōu)稱率都達到了 100%。 2020 年,公司在市交通局黨委的正確領(lǐng)導下,堅持科學發(fā)展觀,認真貫徹落實黨的十七屆三中全會、市 “ 兩會 ” 、全省及鎮(zhèn)江市交通工作會議精神,緊緊 圍繞市域經(jīng)濟 “ 五大板塊 ” 和新農(nóng)村建設(shè),從提升區(qū)位優(yōu)勢、服從全面小康的高度出發(fā), 2020 年我公司所承建的工程有: 市南山農(nóng)莊路建設(shè)工程,全長 ,路基寬 12m,路范文最新推薦 39 / 60 面寬 9m,瀝青砼路面,二級公路標準,到 6 月 30 日止,工程全部完工,完成工程量 400 萬元。組織了特種作業(yè)人員的送培工作,及時做好特殊作業(yè)操作證的新辦、復檢工作。同時,積極參加交通局開展的 “ 輝煌跨越六十年,服務(wù)發(fā)展作先行 ” 慶國慶60 周年征文活動,并獲得多名獎項。 嚴把工程建設(shè)質(zhì)量關(guān),確保工程質(zhì)量合格率 100%,重點工程質(zhì)量達優(yōu)良,無重大質(zhì)量和責任事故。 仔細核對施工圖中管道敷設(shè)位臵、接管地點,對施工范文最新推薦 46 方案中涉及到。另外 ,所有在建項目到 12 月底基本結(jié)束 ,請局黨委予以考慮下步工程 計劃安排。做好宣傳報 道工作,加強與局人教科的溝通協(xié)調(diào),及時將信息上報至局宣傳報范文最新推薦 42 / 60 道領(lǐng)導小組辦公室。成立了安全生產(chǎn)隱患排查治理領(lǐng)導小組,全面落實 “ 安全生產(chǎn)年 ” 的各項工作。 2020 年 ,是深入開展學習實踐科學發(fā)展觀 ,應(yīng)對國際金融危機挑戰(zhàn) ,振奮精神攻堅克難的重要之年,同時,也是建國 60 周年。今年 11 月至 12 月份,已舉辦了三期基層工會主席培訓班,參加的農(nóng)牧團場基層連隊工會主席 共 190 多人。繼續(xù)認真做好對入黨積極分子的培養(yǎng)教育和考察、引導工作。降低膜成本至 Nafion115 膜價格的 45%以下,極板成本降至國產(chǎn)石墨板價格的 15%以下 。 掌握電池運行條件的外場對電解液的影響機理,確立調(diào)控策略和方法。 研究新液流體系用高濃度電解液溶液理論,及鋅溴正極材料的電化學 反應(yīng)動力學規(guī)律。 第二年度 確定液流儲能電池關(guān)鍵材料組分設(shè)計理論和合成方法,明確相關(guān)反應(yīng)與性能影響機理。創(chuàng)新的主體在企業(yè),項目的成功必將推動我國大規(guī)模高效液流儲能電 池的工程化和產(chǎn)業(yè)化進程。采用現(xiàn)代合成與制備加工技術(shù),完成本項目中電解質(zhì)溶液、離子交換膜、電極極板、電池模塊和系統(tǒng)部件的合成、制備、加工和集成。 ( 4)研究由發(fā)電、液流儲能電池儲能、電能轉(zhuǎn)換、用電負荷等多體系的系統(tǒng)耦合的基礎(chǔ)理論,掌握并完善系統(tǒng)耦合模擬仿真的建模方法,深入分析體系間的耦合機理,在充分理解和認識系統(tǒng)對電網(wǎng) 運行特性的基礎(chǔ)上,建立適合大規(guī)模液流電池儲能技術(shù)的系統(tǒng)耦合原則及綜合能量管理控制策略。系統(tǒng)通常是由多個數(shù)十千瓦的電池模塊組合而成。 多場作用下的電極反應(yīng)機理、電極材料的設(shè)計理論和制備方法研究 多場協(xié)同作用下的電極反應(yīng)機理 電極表面電化學反應(yīng)活性與電極材料的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)及表面形態(tài)密切相關(guān)。采用小角 X 衍射技術(shù)分析膜的物理結(jié)構(gòu)、電化學阻抗方法研究離子交換膜內(nèi)固定電荷的化學官能團對離子通道的結(jié)構(gòu)與離子遷移過程的影響。課題擬研究溶液中低價態(tài)活性物的組成、荷電狀態(tài)、溫度與 pH 等條件下不同釩化合物的硫酸溶液的拉曼、紅外以及紫外 可見光譜圖等。 大規(guī)模液流電池儲能系統(tǒng)的能量優(yōu)化控制與綜合管理策略 由于液流儲能單元以及系統(tǒng)相應(yīng)多種變換器的串并聯(lián)運行,使得系統(tǒng)電氣網(wǎng)絡(luò)復雜,狀態(tài)變量繁多。本項目在深入研究和理解多價態(tài)釩離子在不同類型離子交換膜物理化學性質(zhì)、離子傳遞機理的影響規(guī)律的基礎(chǔ)上,確立高選擇性、高導電性、低成本離子交換膜樹脂材料合成方法,離子交換膜的制備方法。此外,在系統(tǒng)運行過程中,電極表面及其附近液層中存在的濃度場、電場、流速場及溫度場等的協(xié)同作用對電極反應(yīng)動力學產(chǎn)生明顯影響,有必要闡明電極反應(yīng)機理及多場作用下的電極過程動力學,提高電池比功率和能量轉(zhuǎn)化效率 。 液流儲能電池關(guān)鍵材料的組成、結(jié)構(gòu)與材料物性的構(gòu)效關(guān)系,電池相關(guān)反應(yīng)機理及對電池性能的影響規(guī)律 液流儲能電池關(guān)鍵材料主要包括電解質(zhì)溶液、離子交換膜、電極極板等。 組份濃度、 雜質(zhì)元素、 溫度、電場等因素都 可能會造 成 電解質(zhì)溶液 析晶沉淀 。 ( 4)電池系統(tǒng)成本較高。因此,闡明膜中的離子、分子傳輸機理和調(diào)控機制,提高離子交換膜的選擇性、導電性和穩(wěn)定性,是液流儲能電池研究的重要科學問題。而材料的成本和使用壽命直接關(guān)系到大規(guī)模液流儲能電池的成本和市場競爭力。 基于液流電池儲能系統(tǒng)應(yīng)用的發(fā)電、儲能、電能轉(zhuǎn)換及用電多體系的系統(tǒng)耦合及綜合能量管理控制 理論 液流電池儲能系統(tǒng)的應(yīng)用涉及發(fā)電、儲能電池、功率變換與控制、用電負荷(或電網(wǎng))等多個系統(tǒng)單元,是化學、電動力學等行為相互耦合的復雜動態(tài)系統(tǒng)。 為解決上述問題,需要加深理解和認識電解質(zhì)活性物質(zhì)在高濃度溶液 中的存在形式與狀態(tài),電極界面的反應(yīng)特性以及在外場作用下活性離子的物理化學性能的變化規(guī)律。 揭示制備過程控制參數(shù)對膜材料化學組成、微結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律,建立面向液流儲能電池過程的離子交換膜材料設(shè)計理論與 方法。由于價格昂貴,嚴重阻礙了液流儲能電池的普及應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上,改進電池和流道結(jié)構(gòu),研究大面積單電極的均勻反應(yīng)性能、材料加工技術(shù)和電 池模塊 組配技術(shù),獲得電 池模塊 設(shè)計和系統(tǒng)工程放大的原則和規(guī)律。 通過本項目的實施,在大 規(guī)模高效液流儲能電池反應(yīng)機理和調(diào)控機制、材料的構(gòu)效關(guān)系、材料的組分設(shè)計與制備方法等科學基礎(chǔ)理論方面取得突破;形成高性能、低成本液流儲能電池關(guān)鍵材料的規(guī)模制備工藝;提出大功率、高效、高比功率液流儲能電池系統(tǒng)的實現(xiàn)方法;建立發(fā)電、儲電、電能變換、用電多體系的系統(tǒng)耦合和綜合能量管理控制策略的理論體系和方法;獲得一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的原始創(chuàng)新成果,培養(yǎng)和造就一批年富力強的液流電池儲能技術(shù)的學術(shù)帶頭人和高素
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