清華汽車系首次發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)加速氧氣泡運(yùn)動(dòng)

清華新聞網(wǎng)5月20日電 日前，清華大學(xué)汽車系裴普成教授指導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在英國(guó)《自然》旗下的《科學(xué)報(bào)告》（Scientific Reports）上發(fā)表論文《磁場(chǎng)誘導(dǎo)液體中氣泡的運(yùn)動(dòng)行為》（Magnetic field induced motion behavior of gas bubbles in liquid）。博士生王克亮為第一作者。

研究發(fā)現(xiàn)，鋅-空氣電池充電過程中施加磁場(chǎng)能使電解液快速自動(dòng)流動(dòng)。在條形槽鋅-空氣電池充電中，一側(cè)電極釋放的氧氣泡在磁場(chǎng)作用下沿著電極表面定向移動(dòng)，驅(qū)使電解液流動(dòng)；在方形槽鋅-空氣電池充電中，氧氣泡在磁場(chǎng)作用下做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。氣泡運(yùn)動(dòng)方向取決于磁場(chǎng)方向，氣泡運(yùn)動(dòng)速度與磁場(chǎng)強(qiáng)度、充電電流呈正相關(guān)性。

此現(xiàn)象消除了鋅-空氣電池電極表面氣泡集聚，降低了電能消耗，遏制了降低電池壽命的枝晶生長(zhǎng)，使電解液成分和溫度更均勻。該項(xiàng)研究成果還可應(yīng)用于其它金屬-空氣電池的充電、金屬-空氣燃料電池的燃料還原、電解制氣、金屬電解提純、電鍍等領(lǐng)域。

電解液中氣泡在磁場(chǎng)作用下運(yùn)動(dòng)。

鋅-空氣電池充電過程中磁場(chǎng)使電解液快速運(yùn)動(dòng)。

該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃及清華大學(xué)自主科研項(xiàng)目的支持。

附原文鏈接：

Wang Keliang, Pei Pucheng, Pei Yu, Ma Ze, Xu Huachi, Chen Dongfang. Magnetic field induced motion behavior of gas bubbles in liquid. Scientific Reports, 2016, 6: 21068.

http://www.nature.com/articles/srep21068

供稿：汽車系 編輯：李華山