电流体驱动雾化层-层纳米结构可控沉积的一体化MEMS燃料电池膜电极研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    50905027
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    21.0万
  • 负责人：
    王大志
  • 依托单位：
    大连理工大学
  • 学科分类：
    E0512.微纳机械系统
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

在项目组前期工作基础上，以MEMS燃料电池膜电极为研究对象，针对基于热压工艺的传统膜电极各功能结构层之间界面分层导致的燃料电池性能衰减问题，首次提出基于电流体驱动雾化机理的层-层纳米结构可控沉积方法，用于获得具有内部材料和结构有序梯度渐变的一体化MEMS燃料电池膜电极。深入研究一体化膜电极各功能层预混悬浮液/溶液的电流体驱动雾化机理，探明雾化参数、材料成份等因素对成膜结构及其性能的影响规律；研究基于电流体驱动雾化成型的一体化膜电极沉积结构与性能之间的对应关系，为提高一体化膜电极性能提供科学依据。目前国内外尚未见有同类研究报道，研究成果将对MEMS燃料电池设计及制备具有理论参考及实际应用价值。

结项摘要

在国家自然科学基金项目资助下， 利用电流体驱动雾化层-层纳米结构可控沉积技术，制造了具有材料和结构有序渐变的一体化膜电极。构建了电流体驱动雾化层-层沉积实验加工平台，研究了雾化参数对功能层悬浮液/溶液稳定锥柱模式的影响关系，获得了雾化参数对锥柱模式几何特征的影响规律，得到了功能层纳米悬浮液/溶液锥柱模式的边界条件；研究了雾化参数与沉积滴尺寸的关系，并基于Gañan-Calvo纯液体雾化理论，获得了雾化参数与纳米悬浮液沉积滴尺寸预测方程，得到了功能层纳米级沉积滴的可控沉积方法；研究了雾化参数与扩散微孔层、催化层、质子交换膜结构的影响关系，获得了各功能层的电流体驱动雾化层-层沉积成型控制方法，建立了雾化参数与催化功能层孔隙率的预测方程并沉积成型各种结构催化层，测试结果表明，阴阳极催化层随着孔隙率的增大，电化学活性面积增大，电池性能增强，催化剂的比功率达45.5mW mg-1，接近当前国际先进水平，显示出良好的应用前景；结合各功能层的电流体驱动雾化层-层沉积成型规律，沉积成型了具有材料和结构渐变的一体化膜电极，并组装成MEMS甲醇燃料电池，结果表明，电池工作40小时无明显电压下降，疲劳试验后膜电极各功能层能仍保持紧密结合结构，普遍存在的膜电极功能层分层现象得到明显改进，可靠性得到提高。项目研究成果将对微型燃料电池相关技术和理论的发展具有重要推动作用。

项目成果

期刊论文数量（9）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（2）
Instrument for layer-by-layer deposition of catalyst layers directly on proton exchange membrane for direct methanol fuel cell
直接甲醇燃料电池质子交换膜上催化剂层直接逐层沉积仪器
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Review of Scientific Instruments (IF:1.367)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Dazhi Wang;Liang Wang;Junsheng Liang;Chong Liu
  • 通讯作者：
    Chong Liu
C纳米悬浮液的电流体驱动雾化研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    中国科技论文
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    段洪斌;王大志;梁军生;刘冲
  • 通讯作者：
    刘冲
Formation of an integrated catalyst-coated membrane using electrohydrodynamic atomization Layer-by-layer deposition for direct methanol fuel cells
使用电流体动力学雾化形成集成催化剂涂层膜用于直接甲醇燃料电池的逐层沉积
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Journal of Power Sources (IF:4.951)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Dazhi Wang;Liang Wang;Junsheng Liang;Zhangxun Xia;Suli Wang;Yingli Zhu;Chong Liu;Gongquan Sun
  • 通讯作者：
    Gongquan Sun
Electrohydrodynamic atomization deposition of PZT sol-gel slurry and sol infiltration on the films
PZT溶胶-凝胶浆料的电流体雾化沉积和薄膜上的溶胶渗透
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Journal of the European Ceramic Society (IF:2.353)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Dazhi Wang;Sophie Rocks;Robert Dorey
  • 通讯作者：
    Robert Dorey
直接甲醇燃料电池膜电极催化层的电流体动力雾化沉积
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    中国科技论文在线
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王大志;李杨;王亮;梁军生;刘冲
  • 通讯作者：
    刘冲

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其他文献

无裂纹SiO_2薄膜的纳尺度电射流叠层沉积工艺
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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