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通过人工智能赋能的数字孪生技术解析压缩态碳纤维纸的微观结构复杂性
Deciphering the microstructural complexities of compacted carbon fiber paper through AI-enabled digital twin technology
Young Je Park · Won Young Choi · Hyunguk Choi · Seo Won Choi 等10人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 在基于可再生能源的低碳社会中，碳纤维纸（CFPs）被视为电化学能量转换与存储装置中的关键多孔材料。在这一新兴技术中，寻找压缩状态下组装碳纤维纸的最佳微观结构是核心挑战之一。本文提出一种基于断层扫描的分析方法，用于关联压缩状态下碳纤维纸的微观结构与传输参数。借助人工智能技术，通过识别圆柱形碳纤维的真实形态，对孔隙与固相结构的预测准确率显著提升，与解析解相比一致性高达98%。本研究将三维U-Net算法引入传统的X射线计算机断层扫描技术中，实现了碳纤维与粘结剂的完全分离。随后，系统地研究了在不同...
解读: 该碳纤维纸微观结构AI数字孪生技术对阳光电源储能系统具有重要价值。碳纤维纸作为质子交换膜燃料电池和液流电池的关键多孔材料,其压缩态下的微观结构优化直接影响离子传输效率和电化学性能。研究中的3D U-net算法与CT扫描结合可精准分析孔隙-固体结构演变规律,为PowerTitan储能系统中电池堆的材料...
由低温热源驱动的CO2热化学吸附电池在正能源建筑中的应用
CO2 thermochemical sorption battery driven by low temperature heat source for plus energy building application
Geun Jeong Lee · Jae Won Lee · Hyung Won Choi · Seonggon Kim 等5人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.377
摘要 近年来，正能源建筑受到广泛关注，旨在减少建筑对电网能源的消耗。正能源建筑被定义为产生的可再生能源超过其自身所需能耗的建筑。为此，高效的热能储存系统对于充分利用建筑内部产生的可再生能源至关重要。本文开发了一种以二氧化碳（CO2）和单乙醇胺（MEA）为工作介质、具有高能量存储密度的热化学吸附电池。合成了Al2O3/HZSM-5催化剂，以提升在低温热源充电条件下热化学吸附电池的能量存储密度。通过比较CO2-MEA热化学吸附电池在不同热源温度和催化剂复合材料质量比下的性能系数（COP）和能量存储密...
解读: 该CO2热化学储能技术为阳光电源储能系统提供创新方向。其100°C低温驱动特性可与PowerTitan储能系统的余热管理结合,利用PCS运行产生的低品位热能驱动化学储能,实现能量梯级利用。57.5%的储能密度提升对ST系列储能变流器的系统集成具有参考价值,可探索热-电混合储能拓扑。该技术在建筑领域7...