刘欢鹏科研成果

基本信息 纳米颗粒流态化 物理吸附式储氢 论文著作 新建主栏目 基本信息 名称 刘欢鹏，1976年生人，哈尔滨工业大学能源科学与工程学院， 教授、博士生导师。主要从事超细颗粒气固流态化原理及应用、多相流动与反应过程的模拟仿真、碳基纳米材料物理吸附式储氢等方向的教学与科研工作。承担了国家自然基金、科技支撑计划子课题，国家科技重大专项子课题、省自然科学基金等项目10余项。承担了哈电集团、中广核集团、龙煤集团等横向项目30余项。以第一或通讯作者在Chem.Eng.J. (IF=16.744)、Bioresource Technol. （IF=11.889）、Applied Surf. Sci. (IF=7.392)、Fuel Process. Technol. (IF=7.033)、J. Energy Institue (IF=7.139)、Biomass and Bioenergy (IF2020=5.061) 、Powder Technol. (IF=5.64)、Chinese Chem. Eng. J. (IF2020=3.898)、Ind. Eng. Chem. Res. (IF2020=4.326)、Can. J. Chem. Eng. (IF2020=2.5)等高水平期刊发表SCI论文40余篇，获专利授权8项、软件著作权9项。稠密气固两相流相间作用机理与颗粒动理学研究获教育部自然科学二等奖、黑龙江省高校科学技术进步二等奖。《热能转换装置》获省一流课程称号。担任教育部学位中心学位论文通讯评议专家、Journal of Chemical Engineering、Energy & Fuel、Bioresourse、Powder Technology、Biomass and Bioenergy、《化工学报》、《中国电机工程学报》、《洁净煤技术》等期刊审稿专家。 科研项目 名称 1. 多尺度纳米颗粒流化聚团流体动力学特性的研究，国家自然科学基金，58万，在研，主持 2. 应用DSMC方法研究循环流化床上升管内超细颗粒聚团流东特性，国家自然科学基金，20万，结题，主持 3. SCR脱硝装置流场模型试验和CFD流场模拟，哈电集团，331万，在研，主持 4. 矿井乏风综合利用技术研究，龙煤集团，266万，在研，主持 5. 铅铋合金流体流动和传热特性与氧化物颗粒生成机制的作用研究，中广核集团，50万，在研，主持 6. 回转式空气预热器传热元件换热特性的实验研究，哈电集团，96万，结题，主持 7. 煤低温干馏用纯氧燃烧系统的研制，天华化工机械及自动化研究设计研究院，57万，在研，主持 8. 低阶煤低温干馏中试系统开发，中煤龙化集团，32万，结题，主持 9. 内蒙古京能盛乐冷热电联供SCR烟气脱硝流场实验和CFD模拟，北京蜂业环保集团，40万，结题，主持 10. 天脊B炉燃烧器改造数值模拟研究，武汉燃控科技热能工程有限公司，26万，结题，主持 11. 局部富氧燃烧的数值模拟研究，中国电建集团装备研究院有限公司，20万，结题，主持 12. 1000MW四角塔式、八角塔式、八角TT型锅炉燃烧过程数值模拟，哈电集团，32万，结题，主持 13. 链条锅炉室燃技术PM/NOx/SO2增效脱除技术研究及应用，国家科技支撑计划，292万，结题，参加 14. 吸附压缩气体储能技术，哈电发电设备国家工程研究中心有限公司，220万，在研，参加 15. 超临界CO2锅炉质量评价技术体系研究与示范应用，国家重点研发计划子课题，70万，结题，参加 讲授课程 名称 1.热能转换装置（本科生课） 2.储氢技术的发展与创新（本科生课） 3.核燃料与核燃料循环（本科生课） 4.工业过程中的节能原理与过程（本科生课） 5.专业课程设计（本科生课） 6.计算燃烧学（研究生课） 招生信息 名称 每年在以下研究方向共招收硕士研究生2人、博士研究生2人： 研究方向1：纳米颗粒气固流态化原理及应用 研究方向2：碳基纳米材料物理吸附储氢技术 联系方式： 手机：13936491486 E-mail：liuhuanpeng@hit.edu.cn 纳米颗粒流态化 名称 研究方向一：纳米颗粒气固流态化原理及应用 简介：纳米颗粒粒径介于0.1-100 nm之间，属于纳米材料范畴，由于拥有许多不同于宏观物质的优异性质，被誉为“21世纪最有前途的材料之一”。当前，纳米颗粒在电子、催化、能源、环境等领域展现出了广阔的应用前景。纳米颗粒流态化技术作为一种强化气固两相接触的手段，赋予了纳米颗粒近似流体的性质，提高了气固相间反应效率。例如，可以利用纳米颗粒流态化技术实现二氧化碳捕集、光催化裂解、高纯材料合成等高新工艺过程。因此，深入认识纳米颗粒流态化机理是应用、优化和完善这些工艺过程的迫切要求。 核心问题：需要构建基于纳米颗粒聚团内部多级/多尺度空隙结构的曳力系数计算模型。 研究方法1-数值模拟研究 研究方法2-实验研究 物理吸附式储氢 名称 研究方向二：碳基纳米材料物理吸附式储氢技术 简介：氢能作为一种储量丰富、来源广泛、能量密度高的绿色能源载体正引起人们的广泛关注。当前，氢能的储存是阻碍其大规模利用的瓶颈问题。氢在正常情况下以气态形式存在、密度极低、易燃易扩散，这给储存带来很大的困难。当前氢气存储的主要方式有高压气态储氢、低温液态储氢及吸附式储氢。高压气态储氢和低温液态储氢需要高压（70MPa）或超低温特殊容器（-252℃），设备制造难度大、成本高，而且在运输和使用过程中存在安全隐患。物理吸附式储氢是利用纳米吸附材料与氢气分子间的物理吸附作用将氢气存储于吸附材料表面，储氢压力低（<5MPa）、安全系数高、运输和操作方便，因此物理吸附式储氢技术更适用于对体积要求严格的车载移动储氢领域。 核心问题：1. 需要开发具有高氢气吸附能的新型碳基纳米材料及其表面改性方法；2. 需要深入揭示氢气分子吸附机理并开发其强化方法。 研究方法1-分子动力学模拟 研究方法2-实验研究 代表性论文 名称 [1] Yang Li, Huanpeng Liu*, Xiang Li, Hangyi Yu. Investigation of the effect of oxygen-containing groups on the hydrogen adsorption behavior of CSCNTs using density functional theory[J]. International Journal of Hydrogen Energy, 2022, 47(9): 6131-6141. IF: 7.139 [2] Huanpeng Liu*, Yang Li, Shaowei Wang. Study on hydrogen uptake of CSCNTs with different etching degrees and apex angles by the GCMC simulation[J]. Applied Surface Science, 2021, 552: 149497. IF: 7.392 [3] Huanpeng Liu*, Shaowei Wang. Fluidization behaviors of nanoparticle agglomerates with high initial bed heights[J]. Powder Technology. 2021, 388: 122-128. IF: 5.64 [4] Yang Li, Huanpeng Liu*. Grand canonical Monte Carlo simulation on the hydrogen storage behaviors of the cup-stacked carbon nanotubes at room temperature[J]. International Journal of Hydrogen Energy, 2021, 46(9): 6623-6631. IF: 7.139 [5] Shaowei Wang, Huanpeng Liu*, Chenyu Yang, Yang Li. Experimental investigation on the microstructure of fluidized nanoparticle agglomerates by TEM image analysis[J]. The Canadian Journal of Chemical Engineering, 2021, 99(5): 1125-1136. IF: 2.5 [6] Shaowei Wang, Huanpeng Liu*. Numerical and Experimental Analysis on the Hydrodynamic Behaviors of Nanoparticle Agglomerates at Moderate Reynolds Numbers[J]. Industrial & Engineering Chemistry Research. 2020, 60(1): 753-761. IF: 4.326 [7] Huanpeng Liu*, Shaowei Wang, Chenyu Yang, Taiping Chen. Numerical study on the hydrodynamics of agglomerates at intermediate Reynolds numbers[J]. Chinese Journal of Chemical Engineering, 2020, 28(6): 1533-1541. IF: 3.898 [8] Huanpeng Liu*, Taiping Chen, Laixi Fang. Evolution of char structure during non-isothermal low temperature pyrolysis of ZhunDong coal by microwave heating: A comparative study with conventional heating[J]. Journal of the Energy Institute, 2020, 93(3): 1195-1206. IF: 6.470 [9] Huanpeng Liu*, Yang Li. Modified carbon nanotubes for hydrogen storage at moderate pressure and room temperature[J]. Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures, 2020, 28(8): 663-670. IF: 2.060 [10] Taiping Chen, Huanpeng Liu*, Rushan Bie. Temperature rise characteristics of coal-KOH adduct under microwave heating and the properties of resultant activated carbon for catalytic methane decomposition[J]. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2020, 145: 104739. IF: 6.437 [11] Taiping Chen, Huanpeng Liu*, Chenyu Yang, Miao Zhu, Yang Li, Shaowei Wang, Rushan Bie. Carbon nanotubes accelerated growth by iron nanoparticles under microwave heating[J]. Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures, 2019, 27(12): 920-927. IF: 2.060 [12] Yang Li, Huanpeng Liu*, Chenyu Yang, Miao Zhu, Taiping Chen. The activation and hydrogen storage characteristics of the cup-stacked carbon nanotubes[J]. Diamond and Related Materials, 2019, 100: 107567. IF: 3.806 [13] Shaowei Wang, Huanpeng Liu*, Chenyu Yang. Structure and drag characteristics of fluidized nanoparticle agglomerates at the bottom of the bed[J]. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2019, 58(42): 19693-19701. IF: 4.326 [14] Huanpeng Liu*, Yang Li, Miao Zhu, Taiping Chen. A kind of conical cup-stacked carbon nanotube[J]. Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures, 2019, 27(5): 417-422. IF: 2.060 [15] Huanpeng Liu*, Taiping Chen, Yang Li,Zhenyu Song, Shaowei Wang, Shaohua Wu. Temperature rise characteristics of ZhunDong coal during microwave pyrolysis[J]. Fuel Processing Technology, 2016, 148: 317-323. IF: 8.129 [16] Huanpeng Liu*, Linyao Zhang, Taiping Chen, Shaowei Wang, Zongjie Han, Shaohua Wu. Experimental study on the fluidization behaviors of the superfine particles[J]. Chemical Engineering Journal, 2015, 262: 579-587. IF: 16.744 [17] Huanpeng Liu*, Linyao Zhang, Zongjie Han, Bingyao Xie, Shaohua Wu. The effects of leaching methods on the combustion characteristics of rice straw[J]. Biomass and Bioenergy, 2013, 49: 22-27. IF: 5.774 [18] Huanpeng Liu*, Huilin Lu. Answer to “Comment on two-dimensional discrete particle model by Berrouk and Wu”[J]. Chemical Engineering Journal, 2010, 2(160): 812. IF: 16.744 [19] Huanpeng Liu*, Yujie Feng, Shaohua Wu, Dunyu Liu. The role of ash particles in the bed agglomeration during the fluidized bed combustion of rice straw[J]. Bioresource technology, 2009, 100(24): 6505-6513. IF: 11.889 [20] Huanpeng Liu*, Huilin Lu. Numerical study on the cluster flow behavior in the riser of circulating fluidized beds[J]. Chemical Engineering Journal, 2009, 150(2-3): 374-384. IF: 16.744 软件著作权 名称 1. U型管式蒸汽冷却器性能计算系统 2. 共用对流管束循环回路水动力校验系统 3. 蓄热式气体换热器性能计算系统 4. 强制循环回路水动力校验系统 5. 智能高压加热器软件 6. 共用上联箱循环回路水动力校验系统 7. 基于蒙特卡洛方法的超细颗粒尺寸预测系统 8. 共用下降管循环回路水动力校验系统 9. 对流废热锅炉计算机辅助设计软件