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国巨贴片电容代理凝胶膜的应力

作者: 发布时间:2020-09-10 17:37:39点击:52

国巨贴片电容代理利用固体农业废弃物玉米秸秆作为原料,经高温煅烧,KOH刻蚀获得具有较大比表面积的多孔生物炭材料,并采用粉末X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)以及比表面积和孔径分析仪(BET)等表征手段,研究其物理、化学结构和微观形貌.结果表明,所制备的生物炭材料具有发达的"微孔-中孔-大孔"三维贯通多级孔道结构,比表面积高达1228 m2•g-1.将其作为电极材料,与H2SO4/PVA凝胶电解质可组装成为具有柔性的全固态超级国巨贴片电容代理.利用循环伏安测试(CV)、恒电流充放电(GCD)以及交流阻抗测试(EIS)对柔性超级国巨贴片电容代理电化学性能进行了测试.在电流密度为1.0 A•g-1的条件下,其比容量可达125 F•g-1.该器件具有良好的机械柔性和电化学稳定性,将其从0°弯曲至180°的过程中,比电容保持率约为93.5%;以不同弯曲角度将其连续弯折100次后,仍能保持较高的比电容.此外,在弯折角度180°、充放电电流密度为5.0 A•g-1的条件下经过500次循环充放电后,比电容值保持率约为95.6%,库仑效率约为94.9%.说明所制备的柔性超级国巨贴片电容代理具有优异的充放电性能和长效循环稳定性.作为一种柔性、质轻、便携的储能装置,在可穿戴电子器件领域内具有潜在应用价值.同时该方法也为固体农业废弃物玉米秸秆的高附加值转化利用和新型绿色能源器件创新研制提供了新的技术途径.

基于模块化多电平换流器的固态变压器(modular multilevel converter based solid state transformer,MMC-SST)由模块化多电平换流器和多个双有源桥变换器(dual active bridge,DAB)组成,是实现交直流混合配电网柔性互联及多端潮流控制的关键装置.MMC-SST子模块电容较大,制约了装置功率密度的提升,影响了其在配电网的应用.该文提出一种基于波动功率传递的MMC-SST子模块电容优化方法及控制策略,该方法将电容电流中的低频成分传递到DAB低压侧,以降低子模块电容电压波动,从而优化电容容值.


同时,量化分析了波动功率传递对DAB器件参数的影响,并对比了优化前后的功率密度.针对MMC-SST的仿真与实验结果表明,采用电容优化方法,子模块电容容值可减小为常规方法的15%,MMC子模块和DAB单元的整体功率密度提高了104%,满足MMC-SST在配网中应用的紧凑化设计要求.


国巨贴片电容代理通过在PVA/H3PO4凝胶中添加氧化还原电解质Na2MoO4,制备了PVA/H3PO4/Na2MoO4复合凝胶电解质,随后将其与活性炭布组合,制备了全固态柔性超级国巨贴片电容代理,并测试了凝胶膜的应力-应变性能、膜电导率及电化学性能.结果表明,Na2MoO4的加入可以在一定程度上改善凝胶膜的机械强度和电导率.相同的电流密度下,由PVA/H3PO4/Na2MoO4凝胶电解质构筑的国巨贴片电容代理,比PVA/H3PO4拥有更高的比容量,且表现出更小的电压降.该国巨贴片电容代理在1 mA•cm-2的比容量可达1021mF•cm-2,即使电流扩大20倍,依旧保持62%的高倍率性能.该全固态超级国巨贴片电容代理的能量密度更大为138μWh•cm-2,更大功率密度为6237μW•cm-2.



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