长期载人航天废物燃烧中NOx和CO2的电化学控制

目的 研究长期载人航天任务中NOx和CO2同步还原生成尿素的潜在技术.方法 研究在不同温度、压力下,含0.02 mol/L KNO3及0.2 mol/L KHCO3电解液中Cu/Zn合金电极上CO2电化学还原的行为.结果 压力为0.7 MPa,电解电位为-1.7 V,常温时产生尿素的法拉第效率最大,为35.7%;温度为273 K,电解电位为-1.4 V,常压时产生尿素的法拉第效率最大,为50.7%.结论 长期载人航天任务时,电化学方法用于控制深空任务中固废焚烧产生的NOx和CO2是有效的.     

长期载人航天废物燃烧中NOx和CO2的电化学控制

目的研究长期载人航天任务中NOx和CO2同步还原生成尿素的潜在技术。方法研究在不同温度、压力下，含0．02mol／L KNO3及0．2mol／L KHCO3电解液中Cu／Zn合金电极上CO2电化学还原的行为。结果压力为0．7MPa，电解电位为-1．7V，常温时产生尿素的法拉第效率最大，为35．7％；温度为273K，电解电位为-1．4V，常压时产生尿素的法拉第效率最大，为50．7％。结论长期载人航天任务时，电化学方法用于控制深空任务中固废焚烧产生的NOx和CO2是有效的。     

载人航天CO_2还原技术的发展与选择

CO2还原是目前国际空间站CO2处理的一个重要环节。CO2还原技术不仅可以实现对人体代谢产生的CO2进行处理,还可以与电解水技术结合起来实现氧气的再生。空间站所采用的CO2还原技术包括Sabatier、Bosch、CO2电解、CO2热解等还原方法。经过三十多年的理论与实验研究,最终Sabatier还原法被确定为国际空间站的CO2还原方案。然而,Sabatier方法的循环闭合度较低,难以应用在宇宙深空探测等更长期的载人航天任务中。其他可实现完全闭合的还原法仍有可能在技术充分发展后,取代Sabatier成为性能更优的还原技术。     

5MPa高压质子交换膜水电解装置的研制与试验

目的实现质子交换膜水电解技术的工程化,满足实际应用的需要。方法在完成大电流密度膜电极的基础上,针对质子膜水电解系统流程、工作压力进行工程设计,研制了氧气产量≥3000 SL/h的单模块电解槽及系统装置,对该装置进行了电化学性能测试,并研究了压力对电流密度、电解电压、气体纯度、电解效率等因素的影响。结果研制的高压水电解装置具备稳定制氧能力,输出压力为5.0 MPa、纯度为99.5%,工作电流密度1.0～1.3 A/cm2时单池电压≤1.9 V。结论研制的高压质子交换膜水电解系统能够满足实际应用的需要。     

LiOH·H2O水合结晶与CO2的反应动力学

目的 研究LiOH·H2O水合结晶与CO2气体在密闭体系中的反应动力学规律.方法 在反应温度为273～323 K和CO2启动压力为40 kPa～100 kPa下,用Erofeev方程研究LiOH·H2O和CO2反应的动力学过程.结果 随着CO2启动压力的降低,LiOH·H2O和CO2的反应速率缓慢下降.当反应温度低于299 K时,LiOH·H2O的反应速率低且几乎不受反应温度的影响;当反应温度在300～323 K时,LiOH·H2O水合结晶开始脱水,脱出的结晶水和反应生成水因蒸发而脱离固体反应物,温度越高,LiOH·H2O水合结晶脱水速率越高,LiOH·H2O和CO2的反应速率也就越大;当反应温度高于323 K时,表现出无水LiOH晶体的反应动力学特征,可保持较高的反应速率.结论 提高反应温度,LiOH·H2O和CO2的反应速率显著增大,反应动力学过程服从Erofeev模型.     

偏二甲肼非水电解液电化学气体检测仪的研制

目的 研制一种偏二甲肼电化学气体检测仪,以解决偏二甲肼电化学气体检测仪使用寿命短,适用温度范围窄的弊病.方法 采用蒸汽压和冰点较低、沸点较高的烷酮类有机物作为溶剂,可溶性导电性盐作为溶质组成非水电解液,贵金属一体化扩散电极作为工作电极、对电极和参考电极,气体扩散电极采用喷涂法自制,以控制电位电解型气体传感器为核心研制偏二甲肼非水电解液电化学气体检测仪.结果 对研制的偏二甲肼非水电解液电化学气体检测仪的测试结果表明,检测仪的使用寿命达到2年以上,各项性能指标基本满足技术指标要求,响应时间尚待改进.结论 偏二甲肼非水电解液电化学气体检测仪可用于偏二甲肼的泄漏检测.     

PEM电解水芯体电化学特性分析

目的研究PEMWEs芯体内电势、能耗和效率随电流密度、温度的变化关系。方法基于热力学和Butler-Volmer动力学方程建立电化学模型,利用Origin进行数据处理分析。结果计算结果与实验数据较好地吻合,相对误差小于5%。在80℃时,电流密度在0~2 A/cm2范围内,电势最高达到1.9 V,效率由90%减小至65%。结论研究表明,阳极过电势占总电势的比重始终最大;膜电极组件的过电势降随电流增加的增大速度最快;电流密度和温度对电势和效率有较大影响。本文的工作对芯体的工况选择和工作特性分析有一定的指导作用。     

空间站SabatierCO2还原系统的比较分析

Sabatier CO2还原系统是实现空间站O2闭路再生的重要一环,本文通过对Sabatier的反应机理、动力学及热力学特性的分析,认为Sabatier反应是自限制温度及反应产物的反应,高效、性能优良反应器的设计在于控制反应器温度梯度;同时通过剖析不同系统流程所产生的性能差异,提出了空间站Sabati-er系统设计的优...     

固态胺材料的CO2真空解吸动力学研究

目的 研究固态胺材料的CO2真空解吸反应动力学.方法 研究并比较了不同温度下固态胺材料的CO2真空解吸和氮气吹扫解吸反应.结果 不同温度下的CO2真空解吸和氮气吹扫解吸反应均具有一级反应特征,反应速率常数随温度的提高而增大.本征反应活化能为54.29 kJ/mol,表观活化能为60.60 kJ/mol.结论 较低的活化能有利于固态胺吸附剂在接近室温条件下解吸CO2.表观活化能略高于本征反应活化能显示系统中外扩散对解吸速率的影响不能完全忽略.     

“神舟”7号飞行前后呼吸和应激测试中航天员血流动力学反应(英文)

目的本研究旨在探明3 d航天飞行是否会导致航天员的心脏-压力反射功能及血流动力学参数发生变化。方法在飞行前14 d及返回后第2天,采用SEVE系统以非介入式的逐搏测量技术连续监测航天员做呼吸动作及应激测试时的心电、血压和呼吸信号。通过分析这些生理信号,对航天员自发性压力反射敏感性(SBRs)、心输出量(CO)、每搏量(SV)及总外周血管阻力(TPR)变化进行评价。结果飞行后,航天员的立位耐力评分轻微下降;在基础状态下,飞行导致SBRs和TPR下降,SV和CO升高。在做呼吸动作及应激测试中发现,航天飞行导致收缩压、舒张压、心率(HR)、SV及CO对应激的反应能力下降,而SBRs对应激的反应能力却没有受到影响。结论短期航天飞行导致了基础状态下航天员的SBRs和TPR下降,SV和CO升高,抑制了应激状态下心血管系统的调节功能。     

空间站Sabatier CO2还原装置实验研究

目的研究长期载人航天任务中舱室ＣＯ２催化还原处理的大气再生技术。方法 研制了Ｓａｂａｔｉｅｒ ＣＯ２还原装置地面实验样机系统。结果在ＣＯ２流量为１．０Ｌ／ｍｉｎ时,反应起动温度可降到１６５℃,起动时间１４ｈｉｎ,Ｈ２与ＣＯ２摩尔比分别为１．９,２．８,３．５,４．０和５．０时,贫组分一次通过。转化率均高于９５％;产物水无色,呈中性。结论Ｓａｂａｔｉｅｒ ＣＯ２还原装置地面实验样机系统操作简便,性能     

基于固态胺的CO_2和湿度综合控制装置性能试验研究

目的研制一套以固态胺作为吸附剂的CO_2和湿度吸附去除装置,实现载人登月飞行器中CO_2和湿度的综合控制。方法通过监测舱内CO_2浓度变化、反应装置吸附、解吸前后重量变化、反应装置进出口温度变化,考察不同试验条件下装置吸附、解吸CO_2和水的性能,以及影响装置吸附性能的因素。结果该装置能够同时去除舱内的CO_2和水蒸气,温度对装置的吸附性能有显著影响,降低入口气流以及反应装置内部的温度有利于CO_2的吸附,水的存在影响固态胺材料对CO_2的吸附。结论后续装置优化改进的方向为吸附时及时将热量导出,解吸时提高热能利用率,节省能耗。     

Heat transfer from the human body in hyperthermic, low gas-velocity environments

We studied the physics of heat transfer from the human body under conditions of low air velocity (LAV) (less than 0.1 m.s-1). For 1 ATA, we calculated values of the evaporative heat transfer coefficient (he, kcal.m-2.h-1.mm Hg-1) of 5.24 and 5.37 where ambient temperature/relative humidities were 38 degrees C/70% and 35 degrees C/80%, respectively, and ambient velocities of 0.06 m.s-1 in both cases. This is near our newly conceived "minimum he value" of 4.94, significantly greater than the 2.8 and 3.4 values that are calculated using the Lewis relation. We further described an "iso-vapor pressure temperature difference," delta Tp, which transcribes a water vapor pressure difference into a temperature difference, thus allowing use of classical nondimensional analysis to account for the increasing importance of heat loss through evaporation in LAV. Water vapor pressure differences in LAV hypobaric environments will account for increased heat losses since, for example, the minimum value of he doubles from 4.94 to 9.88 at 0.5 ATA.     

The effect of over- or underfilling the soda lime canister on CO2 absorption in two closed-circuit oxygen rebreathers

O2 diving incidents investigated by our laboratory were related to improper filling of the soda lime canister in closed-circuit oxygen rebreathers. We studied the effect of overfilling or underfilling the canister on CO2 absorption using a continuous flow of 5% CO2. With a full canister in the Oxyger 57, CO2 began to rise at 130-160 min, reaching 1% at 240 min and 1.5% at 270 min. Similar results were obtained after a reduction of 100 g in the quantity of soda lime packed into the canister. After reductions of 200, 300 and 400 g, the rise in CO2 concentration occurred earlier as a function of the amount of the reduction. The level of CO2 in the OxyNG 2 began to rise after 250 min with a full canister, reaching 1% at 340 min and 1.5% at 370 min. After a reduction of 100 g there was a delay in the rise of CO2, which reached 1.5% at 390 min. However, when the reduction was 200, 300 and 400 g, the rise in CO2 concentration tended to occur earlier as a function of the amount of the reduction. For both rebreathers, when the quantity of soda lime was reduced by 200 g or more, there was a considerable difference in timing between the two test measurements for each weight reduction, due to variations in channeling. For an excess of soda lime, moderate pressure was applied manually to achieve a full canister plus 300 g in the OxyNG 2. The initial rise in CO2 concentration started early, at 60 min with a full canister plus 300 g compared to 150 min with a full canister; 1% CO2 was reached at 120 min, compared to 210 min with a full canister. As the use of rebreathers becomes increasingly widespread in diving, close attention should be paid to proper filling of the soda lime canister.     

大电流密度固体聚合物电解质水电解电极材料研究

目的研究大电流密度下,电极材料对质子交换膜水电解器性能的影响。方法分析了高电流密度条件下,影响质子交换膜水电解器功率效率与稳定性的主要原因,研制了金属氧化物电极。结果利用金属氧化物电极,实现槽压保持1.8 V时,实验用电解池工作电流密度达到1.5 A/cm2、实用电解池工作电流密度达到1.1 A/cm2、并能保持性能长期稳定的目标结果。结论复合氧化物材料替代铂合金电极材料使得水电解器的大电流工作性能、低温启动性能、稳定性能都有了很大程度的提高。     

Use of a mass spectrometer for direct respiratory gas sampling from the hyperbaric chamber

BACKGROUND: When conducting respiratory gas measurements during hyperbaric chamber research, it is preferable to carry out gas concentration analysis by mass spectrometry. Gas samples for the mass spectrometer are normally taken from a bypass flow exiting the high pressure chamber to the ambient atmosphere. Under these conditions, mixing in the sampling line smoothes the concentration profile, and much of the advantage of low sampling flow is lost. We propose to use a direct sampling method by mass spectrometer that overcomes these deficiencies. METHODS: In the present study, the original high resistance capillary of a QP 9000 mass spectrometer was inserted through the wall of a hyperbaric chamber. Series A: Air and pure nitrogen flowed alternately (1 s each) via the sampling tip of the mass spectrometer. Series B: End expired CO2 from 15 immersed, professional divers exercising at 405 kPa was measured in a screening test for CO2 retention for nitrox diving. RESULTS: There was no difference in the recorded rise time, fall time and plateau reached in the concentration of oxygen at pressures of 101, 202, 303, 405 and 506 kPa. The new sampling method functioned correctly throughout the full-scale experiment, and the recording of end tidal CO2 was more precise than in the conventional method. CONCLUSIONS. Direct sampling of gases from a hyperbaric chamber by the QP 9000 mass spectrometer has many advantages over sampling of the same gases once they are outside the chamber.     

下肢动脉的二氧化碳DSA造影

目的；探讨二氧化碳作下肢动脉造影的临床应用价值。材料与方法：３０例临床疑及下肢动脉病变者，经二氧化碳动脉数字减影血管造影（ＣＯ２－ＤＳＡ），再行泛影葡胺血管造影，将两者的诊断结果及影像质量进行对比。结果：下肢动脉ＣＯ２－ＤＳＡ的影像质量能达到诊断成碘剂结果一致，而影像质量以背景、血管边缘锐利度较碘剂差，结论：ＣＯ２作业上肢动脉造影的阴性造影剂是安全、有效、经济，对血管闭塞性病变有较大的潜力，但完全