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Nature重磅:突破燃料电池“卡脖子”瓶颈,催化剂是关键

Nature重磅:突破燃料电池“卡脖子”瓶颈,催化剂是关键 科学材料站
2024-03-04
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近期,湖南大学黄宏文教授等人针对PtNi纳米线(PtNi NWs)ORR催化剂,研究了Mo和Au掺杂对PtNi NWs稳定性的提升机制,并基于此制备了Mo和Au双异质金属掺杂的PtNiMoAu NWs催化剂,成功实现了活性和稳定性的优化,表现出较好的ORR性能。


同时,以该材料为阴极催化剂组装的燃料电池表现出优异的性能和稳定性,超过了美国能源部(DOE)的技术指标,相关研究论文以“Identifying the distinct roles of dual dopants in stabilizing the platinum-nickel nanowire catalyst for durable fuel cell”为题发表在Nature Communications期刊上。 

为解决大家在以上软件仿真学习过程中遇到的问题,特举办COMSOL电化学仿真技术系列专题线上培训班;

本次培训主办方为北京软研国际信息技术研究院,承办方互动派(北京)教育科技有限公司,会议会务合作单位为北京中科四方生物科技有限公司,具体相关事宜通知如下:

专题一

(直播3天)

COMSOL燃料电池专题

(详情内容点击查看)

2024年04月04日-04月06日

专题二

(直播4天)

COMSOL锂离子电池专题

(详情内容点击查看)

2024年03月23日-03月24日

2024年03月30日-03月31日

专题三

(直播4天)


LAMMPS分子动力学模拟技术与应用

(详情内容点击查看)

2024年03月30日-03月31日

2024年04月04日-04月05日

专题四

(直播4天)

ReaxFF反应力场计算开发与应用

(详情内容点击查看)

2024年04月13日-04月14日

2024年04月20日-04月21日

专题五

(线下授课)


微流控芯片建模分析技术与应用

(详情内容点击查看)

2024年04月19日-2024年04月21日

(线下报道1天,北京面授2天)

专题六

(精品录播)

第一性原理计算方法及应用

(详情内容点击查看)

不限时间,不限地点,即报即学

专题七

(精品录播)


机器学习材料性能预测与材料基因工程应用

(详情内容点击查看)

不限时间,不限地点,即报即学



01

课程大纲

course outline


“COMSOL多物理场耦合仿真技术与应用-燃料电池”

课程名称

课程内容

COMSOL

仿真基础

1、COMSOL软件基本操作

1.1 创建模型一般步骤

1.2 几何创建方法

1.3 网格划分技巧

1.4 方程及边界设置

2、后处理

2.1 数据集创建

2.2 衍生量的计算

2.3 结果图的绘制

实例操作:肋片散热模型

COMSOL

燃料电池仿真技术详解

3、燃料电池仿真

3.1 燃料电池开路电压计算

3.2 燃料电池三种极化损失

4、多孔电极有效扩散系数构建

4.1 多孔电极构建方法

4.2 曲率与孔隙率关系

4.3 尘气模型实现方法

实例操作:多孔电极模型、尘气输运模型

5、从简到真的建模方法

5.1 只考虑气体输运

5.2 添加导电过程

5.3 添加电化学过程

5.4 添加退化过程

实例操作:纽扣电池模型、退化模型

6、连接体研究分析

6.1 燃料电池活化设置方法

6.2 传质-导电-电化学多场耦合方法

6.3传热-传质-动量-导电-电化学多场耦合

6.4 连接体优化与设计

实例操作:连接体优化模型、新型连接体模型

7、积碳研究

7.1 燃料电池边界设置

7.2 传质-导电-电化学多场耦合方法

7.3 甲烷内重整反应设置

7.4 甲醇内重整反应设置

7.5积碳分析

实例操作:甲烷积碳模型,甲醇积碳模型

8、应力分析

8.1 力学边界设置

8.2 损伤几率求解

8.3 残余应力分析

8.4 热应力分析

实例操作:微管应力模型

9、CO2电还原

9.1 均相反应设置

9.2传质-导电-电化学多场耦合方法

9.3 模型验证

9.4 性能分析

实例操作:CO2电还原模型

部分案例图展示:

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“COMSOL多物理场耦合仿真技术与应用-锂离子电池”

时间

课程内容

第一天

上午

1. COMSOL 仿真基础

1.1 数值仿真基本要素及其在 COMSOL 中的对应

1.1.1 模型参数与变量

1.1.2 物理场添加及电解条件设置

1.1.3 模型构建与网格划分

1.1.4 求解器类型与设置

1.1.5 后处理及数据分析

1.2 COMSOL 中锂离子电池接口    

1.2.1 电池基本物理过程及控制方程

1.2.2 常用电池边界条件及初始条件

1.2.3 常用电池电极材料参数设置

第一天

下午

2. 锂离子电池 P2D 模型

2.1 P2D 模型的理解与分析

2.2 COMSOL 中电池 P2D 模型构建

2.2.1 模型参数输入

2.2.2 模型构建及模型材料设置

2.2.3 电池物理方程及参数设置

2.2.4 网格划分与求解器设置

2.3 电池典型充放电过程仿真及后处理技巧

第二天

上午

3. 锂离子电池电化学-热耦合模型

3.1 P2D 电化学模型与电池热模型耦合

3.2 锂离子电池集总参数模型及其与电池热模型耦合

3.3 两种电池电化学-热耦合模型的区别及应用场景

3.4 圆柱形或方形锂离子电池建模及仿真演示 (二选一)

第二天

下午

4. 锂离子电池衰退模型及仿真

4.1 COMSOL 中电池充放电循环仿真

4.1.1 电池充放电循环边界条件设置

4.1.2 电池加速衰退设置

4.1.3 电池充放电循环仿真后处理技巧

4.2 锂离子电池常见衰退现象及其数学描述

4.2.1 负极 SEI 膜增厚过程仿真

4.2.2 活性锂损失计算

4.3 锂离子电池衰退模型构建及仿真演示

第三天

上午

5. 动力电池热管理技术及数值仿真

5.1 热管理技术简述

5.2 动力电池风冷及模型构建

5.2.1 空气流动过程仿真及常用物理接口介绍

5.2.2 锂离子电池-空气流动耦合模型构建

5.2.3 典型工况电池空冷模型构建及仿真

第三天

下午

5.3 动力电池液冷及模型构建

5.3.1 液气流动过程仿真及常用物理接口介绍

5.3.2 锂离子电池-冷却液流动耦合模型构建

5.3.3 典型工况电池液冷模型构建及仿真演示

第四天

上午

6. 锂金属电沉积过程数值模拟

6.1 锂金属电沉积涉及的物理接口简介      

6.1.1 一次、二次和三次电流分布接口 

6.1.2 稀溶液理论与浓溶液理论

6.2 锂硫电池模型构建

第四天

下午

6.3 锂离子电池异构模型

6.3.1 电池异构模型的意义

6.3.1 电池异构模型构建

7. 总结

部分案例图展示:

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02

讲师介绍

teacher profile


燃料电池专题讲师

来自国内重点大学,能源与动力学院新能源系博士、副教授,硕士生导师讲授。

授课讲师有着丰富的COMSOL使用经验,近些年以第一作者在国内外期刊发表论文数十篇,发表专利数项。

擅长领域:燃料电池、锂离子电池、储能材料、电化学等模拟与设计、阴极保护模拟、电池集流设计等。


锂离子电池专题讲师

自国内重点大学,博士,具有丰富的COMSOL使用经验,近年来以第一作者发表论文近20篇,其中SCI检索12篇,申请专利5项。

擅长领域:锂离子电池数值仿真、动力电池热管理设计与结构优化、锂离子电池寿命预测与衰退控制、电池状态参数估算等。



03

报名须知

enrollment guideline


时间地点

燃料电池专题

2024年04月04日-04月06日

在线直播(授课三天)


锂离子电池专题

2024年03月23日-03月24日

2024年03月30日-03月31日

在线直播(授课四天)



报名费用

(含报名费、培训费、资料费)

COMSOL燃料电池专题:

每人¥3500元

COMSOL锂离子电池专题:

每人¥4500元

☆价格优惠:

优惠一:2024年3月8日前报名缴费可享受200元早鸟价优惠(仅限前十名);

优惠二:凡老学员推荐报名者,可享受额外一百元优惠;

费用提供用于报销的正规机打发票及盖有公章的纸质通知文件;

北京中科四方生物科技有限公司作为本次会议会务合作单位,负责注册费用收取和开具发票;如需开具会议费的单位请联系招生老师索取会议邀请函。


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