中低温含能型燃料电池原理设计(3)
装药密度和隔膜片径厚比。通过正交试验优化确定了 Zr/CuO 体系烟火电池的制备工艺参数为：
径厚比为5:1的阳极片， 其装药密度为4.0g/cm3
，径厚比10:1的阴极片， 其装药密度为3.3 g/cm3
，
径厚比为 25:1 的隔膜，其装药密度为 2.1 g/cm3
。
2011 年，赵保国、杜志明、赵林双和杨帅研究制备阴极、阳极组分均含 Zr、CuO 和石
棉且由 LiF、ZrO2 和纤文状海绵组成细板状隔膜的新型能源转换装置，并测试该体系的放电
性能[9-11]
。采用能谱仪、X 射线衍射（XRD）仪、扫描电子显微镜、温度监测仪、微机差热
天平等手段对电极材料的组分、燃烧温度、形状、元素分布状态、热稳定性进行分析，探讨
烟火电池的放电原理和安全性能。结果表明：Zr-CuO 体系烟火电极材料的生成的主要产物为
ZrO2、Cu2O 和 Cu，燃烧时温度的为 1500.6 ℃，当完全熔化隔膜时，就会形成以嵌入为主、
锂离子移动的放电过程，此时将形成最大的电动势值。该体系烟火电池具有稳定放电性能，
电动势可达 2.29 V，可持续 18 s 以上的放电，最重要的是非常安全。
火药是将多组分进行机械混合，体系是不均匀的，其具有一个复杂的物理化学燃烧过程。
2004 年，蔡学智、高俊国和费支强分析了烟火药燃烧的理论特点，并介绍两种测量烟火药燃
烧温度的方法，并对其进行了适用性讨论[12-14]
。经过研究与计算得到结论：①W—Re热电偶
测温法较适合测量2500℃左右的温度测量。②光电比色测温法特点是反应速度快，能够迅速
测量瞬间的高温。③光电比色测温法受恶劣环境的影响比较小，如粉尘、水汽、烟雾、火焰
等，测量的温度比较近真实。④当被测物体的光谱发射率随波长增加而减小时，实际物体的
真实温度小于它的颜色温度；当被测物体的光谱发射率随波长增加而增加时，实际物体的真
实温度大于它的颜色温度。
评定火工烟火药剂输出性能的一个重要指标是火工烟火药剂输出火焰的燃烧温度, 火工
烟火药剂燃烧火焰温度的测量有助于指导火工药剂性能的研究和新型火工药剂产品的研发。
2012 年，李占英、席兰霞、刘举鹏、郭崇星、刘春建和刘欢杨针对火工烟火药剂这一特殊测
试对象，研究和探讨了多光谱辐射测温法测定火工烟火药剂燃烧温度的可行性，并应用该方
法测量了火工烟火药剂的燃烧温度[15-16]
。火工烟火药剂的燃烧过程的是反应过程十分复杂、
燃烧过程快速等，通过分析火工烟火药剂燃烧辐射特性,在火工烟火药剂燃烧温度的测定时应
用多光谱辐射测温法, 实验表明, 测试结果是非常可靠和正确的,为了能够实现快速作用过程
的火工烟火药剂燃烧温度的测定实验选择高速率的数据采集卡多光谱辐射测温法。多光谱辐射测温法应用于火工烟火药剂燃烧温度测定方面, 将成为进一步完善火工烟火药剂输出性能
参数以及新型火工药剂产品的研制的技术支持。
作为一种绿色环保的发电技术温差直接发电利用基于塞贝克效应的热电偶技术。这种发
电装置无污染、成本低、操作简便，支持独立使用或集中规模化发电[17]。田亦凡，解光勇和
翁婷玥从热电偶的工作原理着手，讨论利用热电偶产生电能时对发电性能指标有影响的相关
因素，分析国内外相关技术的研究现状及其发展趋势[18]。发现利用热电偶技术在温差直接发
电的实际应用上还存在相当的问题。首先，热电偶是不稳定的。热电偶生产技术中，内部结