Power and Energy Commons^™

Fault Classification And Location Identification On Electrical Transmission Network Based On Machine Learning Methods, Vidya Venkatesh

Theses and Dissertations

Power transmission network is the most important link in the country’s energy system as they carry large amounts of power at high voltages from generators to substations. Modern power system is a complex network and requires high-speed, precise, and reliable protective system. Faults in power system are unavoidable and overhead transmission line faults are generally higher compare to other major components. They not only affect the reliability of the system but also cause widespread impact on the end users. Additionally, the complexity of protecting transmission line configurations increases with as the configurations get more complex. Therefore, prediction of faults (type …

ประสิทธิภาพเชิงนิเวศเศรษฐกิจของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วมก๊าซธรรมชาติ, สิริลักษณ์ โรคารักษ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยฉบับนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาประสิทธิภาพเชิงนิเวศเศรษฐกิจของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วมก๊าซธรรมชาติแห่งหนึ่ง ในภาคตะวันออกของประเทศไทย โดยใช้การศึกษาการประเมินต้นทุนตลอดวัฏจักรชีวิตผลิตภัณฑ์ควบคู่กับการประเมินวัฏจักรชีวิตผลิตภัณฑ์ไฟฟ้า ซึ่งเป็นเครื่องมือที่ช่วยในการตัดสินใจทั้งด้านสิ่งแวดล้อมและเศรษฐศาสตร์ ผลการประเมินวัฏจักรชีวิตผลิตภัณฑ์ไฟฟ้า พบว่า ขั้นตอนการผลิตไฟฟ้า ก่อให้เกิดผลกระทบด้านการใช้พลังงานที่ใช้แล้วหมดไปมากที่สุด รองลงมาคือ ผลกระทบด้านการเกิดภาวะโลกร้อน ในขณะที่การประเมินต้นทุนตลอดวัฏจักรชีวิตผลิตภัณฑ์ พบว่า มูลค่าปัจจุบันของต้นทุนโครงการ เท่ากับ 283,536 ล้านบาท และต้นทุนการผลิตไฟฟ้าต่อหน่วยของโครงการจะเท่ากับ 1.95 บาทต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง ทั้งนี้ต้นทุนค่าเชื้อเพลิงก๊าซธรรมชาติส่งผลต่อต้นทุนการผลิตไฟฟ้ามากที่สุด คิดเป็นร้อยละ 89 ของต้นทุนทั้งหมด เนื่องจากความผันผวนของราคาก๊าซธรรมชาติในตลาดโลก ผลการศึกษาประสิทธิภาพเชิงนิเวศเศรษฐกิจด้านการใช้พลังงานที่ใช้แล้วหมดไป และด้านการเกิดภาวะโลกร้อนของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วมก๊าซธรรมชาติอยู่ในระดับที่ค่อนข้างดี เมื่อเทียบกับผลการศึกษาอื่น และแนวทางในการลดผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อม และเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต รวมทั้งลดต้นทุนของการผลิตไฟฟ้าของพลังความร้อนร่วมก๊าซธรรมชาติ ควรให้ความสำคัญกับกระบวนการเผาไหม้เชื้อเพลิง เช่น การเพิ่มประสิทธิภาพของกังหันก๊าซ การลดอากาศขาเข้าเครื่องอัดอากาศ และการทำความสะอาดส่วนอัดอากาศ เป็นต้น

A Quantification Analysis On Potential Use Of Recuperated Regenerative Braking Energy From Nyct Subways Into Charging Electric Buses, Ahmed S. Rahman

Dissertations and Theses

The New York Metropolitan Transportation Authority (MTA) is one of the biggest consumers of electricity in east coast of the United States. According to a report published by Dayton T. Brown in 2013, MTA consumes approximately 2150 GWh electrical energy per year for traction power, where the New York City Transit (NYCT) alone is a consumer of about 80% of the total annual MTA energy consumption. This continuous high demand for electricity from a single organization opens research opportunities to search for alternative ways to reduce the needs. NYCT Subways has an existing total rolling stock of 6,418 train cars …

Analysis Of The Benefits Of Regenerative Braking In Urban Railway Traction System, Khan M. Adnan

Dissertations and Theses

Increasing environmental awareness and the requirement for lower project costs is forcing transit system suppliers to think more innovatively and engineer more accurately to strengthen their competitive edge. Of late, clients more often desire a system that is optimized to minimize the energy consumed during operation; a requirement that is often imposed upon transit system suppliers through financially binding energy commitments.

Electric rail transit systems are large consumers of energy. In trains with regenerative braking capability, a fraction of the energy used to power a train is regenerated during braking. This regenerated energy, if recuperated and reused, can result in …

A Case Study On Grid Impacts Of Electric Vehicles On New York City Power Grid, Amir Abbas Rizvi

Dissertations and Theses

The U.S. electric power industry is anticipating a huge increase in electricity demand in the future due to reformation of the transportation industry. In this work, we focus on electric cars and their impact on the transportation industry as well as the electric grid. The increase in number of electric cars over the years and their growing number indicates that in the future, transportation means are going to largely depend upon electricity to achieve cost and environmental benefits. In other words, in future, the transportation will be impacting the electric grid and vice versa.

The surge in electric vehicles on …

Core And Uncore Joint Frequency Scaling Strategy, Vaibhav Sundriyal, Masha Sosonkina, Bryce Westheimer, Mark Gordon

Electrical & Computer Engineering Faculty Publications

Energy-proportional computing is one of the foremost constraints in the design of next generation exascale systems. These systems must have a very high FLOP-per-watt ratio to be sustainable, which requires tremendous improvements in power efficiency for modern computing systems. This paper focuses on the processor—as still the biggest contributor to the power usage—by considering both its core and uncore power subsystems. The uncore describes those processor functions that are not handled by the core, such as L3 cache and on-chip interconnect, and contributes significantly to the total system power. The uncore frequency scaling (UFS) capability has been available to the …

Evaluating The Role Of Energy Demand Prediction And Renewable Energy Utilization On Energy Dependency Management: A Generic System Dynamics Model, Emad Rabiei Hosseinabad

Graduate Research Theses & Dissertations

Supplying energy has become one of the biggest concerns of developed countries due to the growing energy needs in the last decades. Security of energy supply has forced countries to rely more on energy imports from external sources, and become energy dependent to a greater extent. Utilizing available renewable energy resources has been characterized as a reliable indicator to mitigate energy dependency in countries as well as securing the supplying of energy-based needs in the future. This research explores the impact of renewable energies as trustful resources in mitigating energy imports form external sources with investigation of its viability with …

Designing And Testing 3-D Printed Wafer-Box With Embedded Pzt Sensors To Identify The Shape Effect On Energy Harvesting, Ahmad Jami Safayet

College of Graduate Studies: Theses & Dissertations

Piezoelectric energy has been recently paid attention in the field of alternative energy. Day by day the traditional energy sources including Coal tar and oils are becoming scarce. People are heading to an alternative energy source to meet the future energy demand. Piezoelectric energy is one of the competitive energy sources compared to the conventional renewable energy sources including solar, wind, and geothermal power and so on. This energy production method bears enormous research potential because it can be used as the roadway for a new method of power generation. This research project aimed to identify which shaped wafer-box produced …

การเพิ่มมูลค่าของเสียอุตสาหกรรมแป้งมันสำปะหลังภายใต้แนวคิดเศรษฐกิจหมุนเวียน, ณัฐภัทร พุทธสุวรรณ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

โรงงานผลิตแป้งมันสำปะหลังเป็นอุตสาหกรรมแปรรูปทางการเกษตรที่มีการใช้พลังงานไฟฟ้ากว่าปีละ 30.58 ล้านหน่วยและมีการใช้พลังงานฟอสซิลจากน้ำมันเตากว่าปีละ 0.88 ล้านลิตร ส่วนใหญ่มีการใช้ประโยชน์จากน้ำเสียอุตสาหกรรมเพื่อผลิตก๊าซชีวภาพเป็นเชื้อเพลิงความร้อนและผลิตกระแสไฟฟ้าใช้เองในโรงงาน ส่วนกากมันสำปะหลังขายเพื่อเป็นอาหารสัตว์และเปลือกมันสำปะหลังแจกจ่ายให้แก่เกษตรกร ซึ่งกากมันสำปะหลังเป็นของเสียที่มีศักยภาพผลิตเป็นก๊าซชีวภาพได้ งานวิจัยนี้จึงศึกษาทางเลือกการลงทุนระบบผลิตก๊าซชีวภาพปริมาณ 12,000 ลูกบาศก์เมตร/วัน เพื่อใช้ประโยชน์ด้านพลังงาน 5 ทางเลือก ได้แก่ ทางเลือกที่1 เพื่อทดแทนการใช้น้ำมันเตาของโรงงาน ทางเลือกที่ 2 เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าใช้เองในโรงงาน ทางเลือกที่ 3 เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าจำหน่ายแก่ภาครัฐ ทางเลือกที่ 4 เพื่อผลิตไบโอมีเทนอัด (CBG) ทดแทนการใช้ก๊าซธรรมชาติสำหรับยานยนต์ ทางเลือกที่ 5 เพื่อผลิต CBG ทดแทนการใช้ก๊าซหุงต้มในครัวเรือน โดยพิจารณาทางเลือกในการลงทุนจากการวิเคราะห์แบบจำลองกระแสเงินสด ประกอบด้วยการวิเคราะห์มูลค่าปัจจุบันสุทธิ (NPV) และอัตราผลตอบแทนภายในที่ปรับลด (MIRR) ทางเลือกที่ควรตัดสินใจลงทุนควรมีค่า NPV เป็นบวกและมีอัตรา MIRR มากกว่าต้นทุนทางการลงทุนเฉลี่ยแบบถ่วงน้ำหนัก (WACC) 10.32% ตามสมมติฐานของงานวิจัยนี้ โดยพบว่าทางเลือกที่สามารถตัดสินใจลงทุนคือ ทางเลือกที่ 1 มีมูลค่า NPV สูงสุดคือ 262.37 ล้านบาท MIRR 21.55% ทางเลือกที่ 3 มีมูลค่า NPV 16.04 ล้านบาท MIRR 11.42% และทางเลือกที่ 5 มีมูลค่า NPV 30.32 ล้านบาท MIRR 11.93% ซึ่งเป็นข้อมูลให้ผู้ตัดสินใจลงทุนโครงการสามารถเลือกแนวทางในการใช้ประโยชน์จากกากมันสำปะหลังเพื่อผลิตก๊าซชีวภาพเพื่อให้ได้ผลตอบแทนโครงการที่เหมาะสมและคุ้มค่าต่อการลงทุนได้

การศึกษาแบบจำลองในการคำนวณหาอายุเชิงเศรษฐกิจของสถานีไฟฟ้าแรงสูง โดยพิจารณาตามรูปแบบการจัดวางบัสบาร์กรณีศึกษาสถานีไฟฟ้า 115/22 Kv, กรวิชญ์ ตั้งชีวะสมบัติ

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ความต้องการพลังงานไฟฟ้าภายในประเทศไทยมีอัตราการขยายตัวเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ส่งผลทำให้ระบบไฟฟ้าโดยรวมต้องมีการเสริมสร้างและพัฒนาความน่าเชื่อถือให้สามารถรองรับกับความต้องการทั้งหมดที่จะเกิดขึ้นได้และพลังงานทางเลือกที่จะมีเพิ่มมากขึ้นในอนาคต โดยสถานีไฟฟ้าแรงสูงนั้นเป็นส่วนหนึ่งที่สำคัญของระบบไฟฟ้าเพราะเป็นจุดเชื่อมโยงของระบบไฟฟ้าและจุดจ่ายกำลังไฟฟ้าให้แก่ผู้ใช้ไฟฟ้า ซึ่งต้องสามารถการจ่ายไฟฟ้าได้อย่างเพียงพอกับความต้องการโดยรวมของทั้งประเทศ งานศึกษาวิจัยนี้ได้ศึกษาวิเคราะห์หลักการหาต้นทุนทั้งหมดตลอดอายุโครงการโดยใช้ทฤษฎีการหาต้นทุนตลอดช่วงอายุหรือ Life Cycle Cost (LCC) เป็นหลักการเชิงเศรษฐศาสตร์ ที่วิเคราะห์มูลค่าการลงทุนต่าง ๆ ได้แก่ มูลค่าการลงทุนเริ่มต้น มูลค่าการดำเนินการและบำรุงรักษา และมูลค่าอันเกิดจากไฟฟ้าดับ เป็นต้น เพื่อออกแบบรูปแบบจำลองโดยมีสถานีไฟฟ้าแรงสูงที่จังหวัดระยองเป็นต้นแบบ ซึ่งการศึกษาวิจัยกรณีนี้ได้ทำการวิเคราะห์พิจารณารูปแบบการจัดวางบัสบาร์ส่วนใหญ่ที่ใช้ในประเทศไทยทั้งหมด 7 รูปแบบ ได้แก่ Single bus, Single bus with sectionalized, Main and transfer bus, Breaker and a half bus, Ring bus, Double bus with transfer, Double bus single breaker และ Double bus double breaker เป็นต้น โดยได้ยกตัวอย่างเปรียบเทียบถ้ามูลค่าการดำเนินการและซ่อมบำรุงรักษาเปลี่ยนไปแล้ว พบว่าถ้ากำหนดให้มูลค่าการดำเนินการและซ่อมบำรุงรักษามีค่าร้อยละ 3, 4 และ 5 ของมูลค่าการลงทุนจะสามารถหา Life Cycle Cost ได้เท่ากับ 34 ,31 และ 29 ปี ตามลำดับ

Optimisation Of Stand-Alone Hybrid Energy Systems For Power And Thermal Loads, Barun Kumar Das

Theses: Doctorates and Masters

Stand-alone hybrid energy systems are an attractive option for remote communities without a connection to a main power grid. However, the intermittent nature of solar and other renewable sources adversely affects the reliability with which these systems respond to load demands. Hybridisation, achieved by combining renewables with combustion-based supplementary prime movers, improves the ability to meet electric load requirements. In addition, the waste heat generated from backup Internal Combustion Engines or Micro Gas Turbines can be used to satisfy local heating and cooling loads. As a result, there is an expectation that the overall efficiency and Greenhouse Gas Emissions of …

Coupling Radio Frequency Energy Via The Embedded Rebar Cage In A Reinforced Concrete Structure For The Purpose Of Concrete Degradation Sensing, Ryan Campiz

UNF Graduate Theses and Dissertations

This study focuses on utilizing an energy harvesting system in which a dedicated Radio Frequency (RF) power source transmits RF power via rebar in a reinforced concrete column. The RF power is received and decoupled by a receiver, and is then rectified, boosted, and stored as electrical energy in a supercapacitor, later to be used to make measurements, process data, and communicate to the source via rebar. Two design attempts are presented in this study: (a) one uses single line conduction at 2.4 GHz for RF power transfer; (b) the other uses a more conventional two-line conduction at 8.0 kHz …

A Novel Power Sharing Control Method For Distributed Generators In Dc Networks, Christina James

Electrical & Computer Engineering Theses & Dissertations

The power sharing control method is a desirable solution to integrate multiple renewable energy generators into the grid and to keep them working synchronously. Power sharing control between different distributed generators is an important consideration for the stabilized operation of the power grid network. In this thesis work, a novel method is used with the concept of droop control technique and is designed to control power from each individual generator in DC network particularly. The proposed power sharing control method can be widely applied to grid connected network and to islanded power grid network for obtaining high efficiency of power …

Understanding The Impact Of Large-Scale Power Grid Architectures On Performance, Ange-Lionel Toba

Engineering Management & Systems Engineering Theses & Dissertations

Grid balancing is a critical system requirement for the power grid in matching the supply to the demand. This balancing has historically been achieved by conventional power generators. However, the increasing level of renewable penetration has brought more variability and uncertainty to the grid (Ela, Diakov et al. 2013, Bessa, Moreira et al. 2014), which has considerable impacts and implications on power system reliability and efficiency, as well as costs. Energy planners have the task of designing infrastructure power systems to provide electricity to the population, wherever and whenever needed. Deciding of the right grid architecture is no easy task, …

Research Of Sustainable Jet Fuel Production Using Microbes, Rajee Olaganathan

Publications

Global climate change, coupled with rapidly increasing oil prices and energy demand around the world, has paved a way for intense research in the biofuel sector. Stakeholders in the aviation industry have started to focus on bio-jet fuel. Bio-jet fuel is regarded as a sustainable solution to greenhouse gas emissions and energy demand. This paper provides a brief review of the biofuel production technologies, the role of bacteria in producing hydrocarbons and the recent advancements in microbial engineering to enhance the biofuel production. Finally, this paper concludes by highlighting the challenges and future research implications in bio-jet fuel production.

Grey Wolf Optimization-Based Optimum Energy-Management And Battery-Sizing Method For Grid-Connected Microgrids, Kutaiba Sabah Nimma, Monaaf D. A. Al-Falahi, Hung Duc Nguyen, S. D. G. Jayasinghe, Thair Mahmoud, Michael Negnevitsky

Research outputs 2014 to 2021

In the revolution of green energy development, microgrids with renewable energy sources such as solar, wind and fuel cells are becoming a popular and effective way of controlling and managing these sources. On the other hand, owing to the intermittency and wide range of dynamic responses of renewable energy sources, battery energy-storage systems have become an integral feature of microgrids. Intelligent energy management and battery sizing are essential requirements in the microgrids to ensure the optimal use of the renewable sources and reduce conventional fuel utilization in such complex systems. This paper presents a novel approach to meet these requirements …

Impact Of Inrush Currents And Geomagnetically Induced Currents On Transformer Behavior, Nishchal Sharma

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Transformers are the tie-points of electrical power systems. Their protection from power system faults and other innate issues is of prime importance. A few of the issues that are studied in this report are magnetic inrush currents, geomagnetically induced currents in power transformers and Over-excitation.

This project develops a novel way of initializing and visualizing the flux linkage in the transformer core for studies on energization inrush currents. In addition, a quasi-DC source for GIC has been developed in order to study the GIC effects on power transformers and a sensitivity analysis has been carried out to understand effects of …

Active And Reactive Power Control Of Flexible Loads For Distribution-Level Grid Services, Jingyuan Wang

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Electric vehicle (EV) charging/discharging can take place in any P-Q quadrants, which means EVs could provide reactive power at any state-of-charge (SOC). This dissertation shows four-quadrant operation of EVs and aggregation of EVs for support of grid operations.

First, this work develops hierarchical coordination frameworks to optimally manage active and reactive power dispatch of number of spatially distributed EVs incorporating distribution grid level constraints. This work demonstrates benefits of coordinated dispatch of active and reactive power from EVs using a 33-node distribution feeder with large number of EVs (more than 5,000). Case studies demonstrate that, in constrained distribution grids, coordinated …

Energy Storage Control And Requirements For Inverter-Based Microgrids, Mehrzad Mohammadi Bijaieh

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

The intermittent nature of distributed renewable sources such as wind or solar requires integration of energy storage systems. In this dissertation a distributed form of the Hamiltonian Surface Shaping and Power Flow Control (HSSPFC) method is used to determine the energy storage requirements of three-phase inverter-based microgrids. The overall control is appropriate to be integrated into a hierarchical control system. As the primary control, a novel dq droop control sets the local references and is supported by a level-zero Hamiltonian controller which includes energy storage feed-forward and feedback, and an inverter feed-forward controls. Here, the energy storage element performs as …

Preparation Of Nis2 Nanosheet And Its Application In Asymmetric Supercapacitor, Yuan-You Wang, Ya-Nan Liu, Dang-Qin Jin

Journal of Electrochemistry

In this work, the NiS₂ nanosheets have been synthesized using Ni(OH)₂  as a precursor through a sacrificial template method. The microstructure and chemical composition of as-prepared NiS₂ were characterized by XRD, EDS, BET, SEM and TEM techniques. The results showed that both Ni(OH)₂  and NiS₂  were composed of nanoplates. The electrochemical tests revealed that NiS₂ exhibited the high specific capacitance of 1067.3 F•g^-1 at a current density of 1 A•g^-1 and excellent rate performance. Furthermore, in order to evaluate the practical application of NiS₂, an asymmetric supercapacitor, NiS₂ as …

Electroactivities Of Pd/Fe3O4-C Catalysts For Electro-Oxidation Of Methanol, Ethanol And Propanol, Tao Zou, Qing-Feng Yi, Yuan-Yuan Zhang, Xiao-Ping Liu, Guo-Rong Xu, Hui-Dong Nie, Xiu-Lin Zhou

Journal of Electrochemistry

Development of palladium (Pd) catalysts with high electroactivity for alcohol oxidation is significant for alcohol fuel cells. In this work, Pd nanoparticles were formed by sodium borohydride (NaBH₄) reduction method and subsequently deposited on the surface of carbon supported ferriferrous oxide (Fe₃O₄/C) composites to obtain the Pd/Fe₃O₄-C catalysts with different Fe₃O₄ loadings. Their transmission electron microscopic (TEM) images show that the Pd nanoparticles were uniformly dispersed on the Fe₃O₄/C. Electroactivities of the prepared Pd/Fe₃O₄-C catalysts toward oxidations of C1-C3 …

Kinetics And Mechanism Toward Electrochemical Reductions Of Sodium Bromide And Methanol Over Iron Electrodes, Qun Liao, Shu-Feng Zhang, Wen-Hua Leng

Journal of Electrochemistry

It is of technological value and scientific interest to the electro-synthesis of ferrocene, conversion of carbon dioxide (CO₂) and organic electro-synthesis in non-aqueous solutions by investigating the kinetics and mechanism toward electrochemical reductions of sodium bromide (NaBr) and methanol over iron electrodes. However, few reports in the related researches are available. In this article, the kinetics and mechanism toward electrochemical reductions of NaBr and methanol over iron electrodes were examined in detail by carrying out the polarization curve and electrochemical impedance spectroscopic measurements. The results showed that methanol was the reactant, while Na⁺ ions were functioned only …

Effect Of Peg-Coating On Properties Of Lithium-Sulfur Battery Cathode Material Containing Carbon Fiber Conductive Agent, Jie-Cheng Tan, Yan-Hong Tian, Xue-Jun Zhang, Kai-Le Fan

Journal of Electrochemistry

The composite materials contained high modulus carbon fiber (HMCF) were successfully prepared by employing a ball-milling process based on the coating treatment of polyethylene glycol (PEG), and their structures and morphologies were characterized by scanning electron microscopy (SEM), X-ray powder diffraction (XRD), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) techniques．The influences of PEG content on sulfur cathode capacity, cycle stability and rate performance were systematically studied. It was found that by the pre-coating of PEG, the cathode exhibited the high initial discharge specific capacity of 1312.5 mAh⋅g^-1 at a current rate of 0.2C, and the reversible discharge capacity of 650 mAh⋅g …

Capacity Fading Analyses Of Lini0.5Co0.2Mn0.3O2And Lini0.5Co0.2Mn0.3O2/Lifepo4 Cathode Materials For Lithium-Ion Battery, Yi Hu, Xiang-Zhu He, Zhong-De Deng, Ling-Yong Kong, Wei-Li Shang

Journal of Electrochemistry

The LiNi _0.5Co _0.2Mn _0.3O₂/LiFePO₄ (NMC532/LFP) composite cathode material for lithium-ion battery was prepared by wet ball-milling. The capacity fading behaviors of LiNi _0.5Co _0.2Mn _0.3O₂ (NMC532) and LiNi _0.5Co _0.2Mn _0.3O₂/LiFePO₄ (NMC532/LFP) were analyzed by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), charge/discharge and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) tests. The results indicated that the capacity retention values of NMC532/LFP were 97.80% and 86.48%, respectively, after 50 cycles and 60℃ high temperature storage. The NMC532/LFP exhibited better cycle performance and high temperature storage performance. …

Cobalt-Based Nitrogen-Doped Carbon Non-Noble Metal Catalysts For Oxygen Reduction Reaction, Meng-Xiu Jiang, Jing Zhang, Yue-Hua Li, Rong Zhang

Journal of Electrochemistry

Transition metal-nitrogen co-doped carbon catalysts have attracted significant attention because of their reasonable activity and remarkable selectivity toward oxygen reduction reaction (ORR) as cathodic reaction in fuel cells. However, the role of transition metal in the active sites of the catalysts still is uncertain. In this work, the Co_x-N_y/C-T catalysts were prepared with BP2000 as a carbon source, urea (Ur) as a nitrogen source and Co(OAc)₂•4H₂O as a metal precursor by a simple chemical method. Meanwhile, in order to optimize the ORR activity, the catalysts were synthesized with different amounts of Co …

Core-Shell Pd@Pt Ultrathin Nanowires As Durable Oxygen Reduction Electrocatalysts, Xin Wang, Yun-Jie Xiong, Liang-Liang Zou, Qing-Hong Huang, Zhi-Qing Zou, Hui Yang

Journal of Electrochemistry

This paper describes a simple CO-assisted reduction approach for the controllable synthesis of ultrathin Pd nanowires along the one-dimensional (1D) direction. Ultrathin Pt films from one to several atomic layers were successfully decorated onto ultrathin Pd nanowires by utilizing Cu UPD deposition, and followed by in-situ redox replacement reaction of UPD Cu by Pt. The core–shell structure and composition of the Pd@Pt ultrathin nanowires have been verified using transmission electron microscopy and energy dispersive X-ray spectrometry. The core–shell Pd@Pt ultrathin nanowires exhibited comparative electrocatalytic activity and improved durability for the oxygen reduction reaction in comparison with commercial Pt black. The …

Effects Of Jet Milling And Classifying Process On The Performance Of Lifepo4/C In Full Batteries, Xing-Liang Liu, Mao-Ping Yang, Wei-Wei Wang, Yong Cao

Journal of Electrochemistry

The carbon coated lithium iron phosphate (LiFePO₄/C) composite cathode material was prepared by using iron phosphate process. The effects of jet milling and classifying process on the electrochemical performance of LiFePO₄/C cathode material in full batteries were investigted. Scanning electron microscopic analyses suggested that the globose secondary particles were crustily crushed during the jet milling and classifying process, which would further result in lower tap density and carbon content. The LiFeP₄/C composite cathode materials with different physical characteristics were further tested in full batteries to evaluate the electrochemical properties. The results showed no obvious …

Engineering The Electrochemical Capacitive Properties Of Activated Carbon By Correct Selection Of Ionic-Liquid Electrolytes, Qiu-Hong Zhang, Bao-Shou Shen, Song-Lin Zuo, Xin-Yu Wei

Journal of Electrochemistry

In order to improve the electrochemical capacitive properties and to apply coconut shell activated carbon (AC) serving as electrode materials in ionic liquid (IL)-based supercapacitor (SC), the coconut shell AC material was re-activated using a steam as an activating agent in this work, forming a secondary AC (W-AC). The results showed that the specific capacitance of the W-AC electrode was much larger than that of the raw activated carbon electrode (R-AC) in 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate ([EMIM]BF₄). The electrochemical techniques including cyclic voltammetry (CV), galvanostatic charge/discharge (GCD) measurement, and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) were used to systematically study the capacitive …

Applications Of N-Methyl-N-Butyl-Pyrrolidinium Bromide And N-Methyl-N-Ethyl-Pyrrolidinium Bromide In Zn-Br Flow Batteries, Qi Zhang, Miao-Miao Zhang, Lin Meng

Journal of Electrochemistry

It is extremely important for battery performance and safety in Zn-Br flow battery to use quaternary ammonium salts as complex agents for bromine. In this work, the effects of electrolyte compositions and concentrations on the electrode reactions and battery performances were studied in the absence and presences of N-methyl-N-ethyl-pyrrolidinium bromide (MEP) or N-methyl-N-butyl-pyrrolidinium bromide (MBP). The conductivities in the electrolytes containing different constitutions and concentrations were measured by EIS method. The charge-discharge performance for the battery and the complex ability for bromine in different electrolytes were also investigated. The results showed that the electrolyte containing MBP was better than that …

Effect Of Fe2+/Fe3+Interconvertion On Reduction Behavior Of Fe3+ In Acidic Electrolytes, Jian-Xin Qin, Feng Lin, Wen-Ping Liu, Chao Chen, Meng-De Ren

Journal of Electrochemistry

The influences of ferrous/ferric (Fe²⁺/Fe³⁺) interconvertion on electrochemical reduction and electrode reaction of Fe³⁺ were investigated by using linear sweep voltammetry, potentiostatic method and cyclic voltammetry (CV) in acidic electrolytes containing chloride ion (Cl^-) and sulfate ion (SO₄^2-). It was shown that the reduction process of Fe³⁺/Fe²⁺ would take place in two independent stages: (1) the reduction of Fe³⁺ to Fe²⁺ at E=0.35V and (2) the co-precipitation of Fe²⁺ by forming Fe(OH)₂ (E≤-0.3 V) instead of Fe. The major effect of Fe^{2+ …}