近日，我校能源與動(dòng)力學(xué)院2022級(jí)碩士研究生宋子龍、李帥分別在能源領(lǐng)域TOP期刊《Energy》《Chinese Chemical Letters》上發(fā)表高水平論文。
宋子龍為第一作者在國際能源燃料領(lǐng)域期刊《Energy》（一區(qū)TOP期刊，影響因子9.0）發(fā)表高水平研究論文《Dual-objective topology optimization design for latent heat storage systems using composite phase change materials》（https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.135069），能源與動(dòng)力學(xué)院王蛟副教授為論文通訊作者。
潛熱儲(chǔ)能作為一種高效的儲(chǔ)能技術(shù)，在低碳、清潔的能源供應(yīng)框架下具有巨大的潛力。本文介紹了一種基于復(fù)合相變材料的二維徑向和軸向拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，并將其應(yīng)用于臥式潛熱儲(chǔ)能裝置。首先，確定復(fù)合相變材料中納米顆粒的類型及其體積分?jǐn)?shù)。隨后，以最小化平均溫度和熱導(dǎo)率耗散為優(yōu)化目標(biāo)，設(shè)計(jì)了二維徑向和軸向拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。利用拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)構(gòu)構(gòu)建了，考慮自然對(duì)流換熱的三維相變傳熱模型。數(shù)值研究結(jié)果表明，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的分形翅片有利于中心冷熱流體與復(fù)合相變材料之間的快速熱交換。以平均溫度最小化為目標(biāo)的徑向拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的環(huán)形翅片，復(fù)合相變材料的熔化和凝固時(shí)間分別減少了48.24 %和52.17 %，單次熱循環(huán)率提高了102.52 %。最后，分形維數(shù)分析證實(shí)了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的仿生特征，揭示了與葉脈和樹枝中發(fā)現(xiàn)的自然分形最優(yōu)解的高度相似性。這種創(chuàng)新的組合優(yōu)化設(shè)計(jì)為高效潛熱儲(chǔ)存裝置的優(yōu)化提供了有價(jià)值的指導(dǎo)。
宋子龍，江蘇科技大學(xué)能源與動(dòng)力學(xué)院2022級(jí)能源動(dòng)力專業(yè)碩士研究生，主要從事相變儲(chǔ)熱系統(tǒng)性能優(yōu)化、固液相變拓?fù)鋬?yōu)化研究工作。以第一作者在國際期刊Energy（影響因子9.0），Journal of Energy Storage（影響因子8.9），International Communications in Heat and Mass Transfer（影響因子6.4），Applied Thermal Engineering（影響因子6.1）上發(fā)表SCI論文4篇。
李帥為第一作者在能源化學(xué)領(lǐng)域期刊《Chinese Chemical Letters》（一區(qū)TOP期刊，影響因子9.4）發(fā)表高水平研究論文《Efficient catalysis of FeNiCu-based multi-site alloys on magnesium-hydride for solid-state hydrogen storage》（https://doi.org/10.1016/j.cclet.2024.109566），能源與動(dòng)力學(xué)院張劉挺副教授和復(fù)旦大學(xué)余學(xué)斌教授為論文通訊作者。
該研究設(shè)計(jì)了一種錨定在碳基底上的新型雙相多位點(diǎn)合金（MsA），并報(bào)道了其對(duì)MgH2動(dòng)力學(xué)性能的優(yōu)異催化作用。機(jī)理分析表明，附著在MgH2表面的多金屬位點(diǎn)結(jié)構(gòu)提供了大量可逆氫擴(kuò)散通道和可接觸的活性位點(diǎn)，有利于H原子的吸附、活化和成核。多位點(diǎn)合金FeNi3/NiCu形成的耦合系統(tǒng)進(jìn)一步增強(qiáng)了Mg/MgH2與H原子之間的反應(yīng)活性。因此，僅摻雜5 wt% MsA的MgH2的起始脫氫溫度降低到了195 °C，比MgH2降低了約135 °C。在250°C的恒定溫度下，5.08 wt% H2可在250 °C下20分鐘內(nèi)被釋放，脫氫速率高達(dá)0.254 wt% H2/min，而在335 °C 的更高溫度下，MgH2的脫氫速率僅為0.145 wt% H2/min。脫氫和再氫化表觀活化能相比純MgH2分別大幅降低了41%和68%。此外，得益于碳基底的限制作用，MgH2-MsA復(fù)合材料在20次吸放氫循環(huán)后仍能保持6.36 wt%的氫容量。這項(xiàng)工作為設(shè)計(jì)鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫材料的高效催化劑提供了新的思路與見解。
李帥，江蘇科技大學(xué)能源與動(dòng)力學(xué)院2022級(jí)碩士研究生，主要從事鎂基儲(chǔ)氫材料性能優(yōu)化的研究工作。以第一作者在國際期刊Journal of Magnesium and Alloys（影響因子15.8）, Chinese Chemical Letters（影響因子9.4）, International Journal of Hydrogen Energy（影響因子8.1）上發(fā)表SCI論文3篇，目前已被中山大學(xué)錄取攻讀博士學(xué)位。
（撰稿：孫澤 初審：張靜 二審：張馳 終審：毛暉 編輯：張靜）
