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The design and experimental investigation of an alumina reticulate porous ceramic heat exchanger for high temperatures
No full textUniversity of Minnesota Master of Science thesis. June 2014. Major: Mechanical Engineering. Advisor: Dr. Jane H. Davidson. 1 computer file (PDF); xvi, 85 pages, appendices A-D.The present study focuses on the design, modeling and testing of an alumina heat exchanger filled with reticulate porous ceramic (RPC). The heat exchanger has been designed to operate reliably at temperatures up to 1773 K, integrate seamlessly with the reactor designed for isothermal CO2 and H2O splitting using ceria and obtain an effectiveness of >0.85 for the range of flow rates anticipated during operation of the isothermal reactor. The RPC morphology, namely porosity and pore density and the geometry of the heat exchanger are selected based on the results of a fluid flow and heat transfer model of the heat exchanger. A prototype was also tested at temperatures up to 1240 K. The permeability, inertial coefficient, overall heat transfer coefficient, effectiveness and pressure drop were measured.Banerjee, Aayan. (2014). The design and experimental investigation of an alumina reticulate porous ceramic heat exchanger for high temperatures. Retrieved from the University Digital Conservancy, https://hdl.handle.net/11299/172118
A Stacked Segmented Adaptive Power Amplifier in 22nm FD-SOI
No full textThis work was supported by Soitec. (Corresponding author: Aritra Banerjee.
Multi-scale modelling of a Li-ion battery electrode with aligned pores
No full textThere is a growing interest in increasing the accessible capacity of Li-ion battery electrodes without compromising the power. This is a challenging task since as the electrode thickness increases, the ionic transport in the electrolyte becomes limiting. In order to facilitate ionic transport, we investigate the effect of the introduction of micro-channels aligned along the electrode thickness by using a multi-scale modelling approach. A volume-averaged electrochemical model is developed to take into account charge transport in concentrated solution, charge transfer at the solid/electrolyte interface, and electron migration and lithium diffusion in the electrode material [1]. Carbon nanoparticles are embedded within the electrode material to increase the effective electronic conductivity, which is evaluated through TauFactor [2] by simulating random dispersions of nanoparticles. A multi-scale optimisation strategy is adopted: at the micro-scale, the volume fraction of carbon nanoparticles is optimised in order to enhance the effective electronic conductivity
without compromising the electrode capacity; at the electrode level, the diameter, pitch and length of micro-channels are varied to maximise the power density. Results show that the electronic conductivity is significantly increased as soon as percolation of the carbon nanoparticles is achieved. At the electrode level, as long as the volume fraction of microchannels is constant, smaller pores lead to higher current densities. Finally, a positive electrode fabricated via freeze-casting according to optimised geometric parameters identified by the model is produced, tested and reconstructed with 3D X-ray
tomography. The difference between model predictions and real electrochemical performance may in part be attributed to the pore morphology of the actual sample, which is more complex than the prismatic forms captured in this model
Author Exchange
No full textAnthropologist Mukulika Banerjee and political scientist Sushmita Pati have a conversation about their recently published books set in rural Bengal and Delhi’s urban villages, respectively. They situate their analyses of the intersections between democracy, capitalism, urbanization, and globalization in events, relations, and cultures of the everyday. Their exchange offers important insights for how political subjectivities and social ties are differently constituted or, to use Banerjee’s term, “cultivated” in these two settings. The two books offer a fine-grained view of how active citizenship in rural and urban India is refracted through distinct social and institutional structures. India is home to some of the world’s largest cities while more than 900 million people continue to live in the countryside. Its democratic future is therefore inextricably tied to the evolution of political behavior and political economy in both contexts, and, as Banerjee and Pati’s joint response indicates, to how urban and rural dynamics shape each other through (but not only through) migrants and their networks.
Contents:
Review of Mukulika Banerjee’s \u27Cultivating Democracy: Politics and Citizenship in Agrarian India\u27 by Sushmita Pati
Response from Mukulika Banerjee
Review of Sushmita Pati’s \u27Properties of Rent: Community, Capital and Politics in Globalising Delhi\u27 by Mukulika Banerjee
Response from Sushmita Pati
Joint Commentary from Banerjee and Pat
Computational study of Ni-CGO as a solid oxide fuel cell anode
No full textIn this thesis, two computational works are presented to address the identified gap in two key operational reactions in SOFCs: partial methane oxidation (POM) and electro-oxidation of hydrogen (HOR). The model for both works are constructed based on intrinsic kinetics and provide a detailed description of physical and electrochemical phenomena occurring in the composite. In the POM study, a quasi 2D reactive-diffusion model is employed to reveal the main mechanism causing the unique profile of CO observed in transient experiments. Through mechanism analysis, a dynamic equilibrium of oxygen concentration established by oxygen bulk diffusion and spill-over effect was found to be the primary factor. A sensitivity study of the processes involved also suggests the presence of co-limiting mechanisms of these diffusive fluxes in the release of CO. Furthermore, the model has shown its capability to estimate the catalyst intrinsic properties by fitting parameters.
On the other hand, the HOR study was conducted to identify the role of Nickel in HOR catalysis on the Ni-CGO surface. The constructed model provides a comprehensive description of the processes occurreing in the electrode including charge transport, electrochemical reaction and mass transfer in the gas phase. The resultant model is capable of reproducing EIS data of two different composites: pure CGO and an impregnated Ni-CGO electrode. Followed by a process analysis, a hypothesis regarding to Nickel’s role was identified. Nickel could not only act as electron conductor, but also as an active surface facilitating reactant adsorption. Further study to validate this hypothesis is proposed in the conclusion sectionOpen Acces
Integrated Multiscale Modeling of Solid Oxide Electrodes, Cells, Stacks, and Systems
No full textAn integrated multiscale multiphysics framework to model solid oxide electrochemical cell systems is discussed. The framework directly couples electrode, single cell, stack, and system models using a hierarchical approach with minimal loss of information across the scales. The success of the model framework in better understanding solid oxide cells at the microscale and the industrial scale showcases it as a powerful tool for the rational design and upscaling of novel lab-scale materials and devices for next-generation chemical and electrochemical technologies.</p
Banerjee_QSurvey_RawDataSet_PPC
No full textRaw dataset for questionnaire survey study (kinesiology taping_cancer care continuum)Author: Gourav Banerjee et alJournal: Progress in Palliative Care</div
Hierarchical Modeling of Solid Oxide Cells: From micro-kinetics to 3-D stacks
No full textIn dieser Arbeit wurde ein physikalisches Mehrskalen-Kontinuum-Modell zur Untersuchung von Feststoffoxidzellen (Solide Oxide Cells, SOCs), welche chemische in elektrische Energie oder umgekehrt umwandeln können, entwickelt und detailliert untersucht. Zur Beschreibung von Feststoffoxidzellen sind eine Vielzahl unterschiedlicher chemischer und physikalischer Prozesse in verschiedenen Größenordnungen zu berücksichtigen: von einzelnen Partikeln bis zur Kombination von mehreren Zellen zu sog. Stacks („Stapel“). Um die Leistungs- und Lebensdauerbeschränkungen solcher Zellen aufzudecken, wird eine hierarchische Multiskalen-Herangehensweise benötigt, die die chemischen Reaktionen im Nanometer-Bereich, die Transportphänomene im MikrometerBereich für eine einzelne Zelle bzw. im Millimeter-bis-Meter-Bereich für einen Stack koppelt. Das angewandte Modell bildet einen konsistenten mathematischen Rahmen, um die physikalischen Prozesse in all diesen Größenordnungen zu beschreiben. Dabei werden die fundamentalen Gleichungen für den Massen-, Impuls-, Ladungs- und Energieerhalt gelöst, wobei die heterogenen Reaktionen auf der Elektrodenoberfläche und die elektrochemischen Reaktionen in den elektronisch-ionischen Grenzflächen als volumetrische Quellenterme behandelt werden. Die Eigenschaften des Modells werden an zwei Beispielen demonstriert. Zuerst wird die Produktion von Wassergas (H2+ CO) via CoElektrolyse von H2O und CO2 in einer Feststoffoxid-Knopfzelle, einer einzelnen Repeating Unit („Wiederholungseinheit“) und einem Stack untersucht, um die Auswirkungen der Hochskalierung auf Leistung, Kapitalkosten und Lebensdauer aufzudecken. Um realistische kinetische Parameter zu erhalten, wurde das Modell an Messdaten für die Polarisierung, die Temperatur und die Gaszusammensetzung am Ausgang angepasst, welche von Fu et al. in einer Einzel- Ni-GDC|YSZ|LSM-YSZ-Zelle gemessen wurden [ECS Transactions 35, 2949-2956 (2011)]. Außerdem wurde das so kalibrierte Modell verwendet, um 3D-Kontour-Plots zu erstellen, welche die Leistung einer einzelnen Zelle eines F-Design-Stacks des Forschungszentrums Jülich [Fuel Cells 7, 204-210 (2007)] abbilden. Dabei wurden am Ausgang zwei verschiedene H2/CO-Verhältnisse gewählt, welche kommerziell für die Hydroformylierung und die Fischer-Tropsch-Synthese zum Einsatz kommen. Eine parametrische Analyse zeigte die optimalen Betriebsbedingungen für eine Repeating Unit auf, wodurch die Bedeutung von Aufenthaltsdauer, Spannung und Temperatur für die Effizienz und die Wassergas-Ausbeute unterstreichen wird. Im Falle einer Hochskalierung von einzelnen Zellen zu kommerziell eingesetzten Stacks führte der Betrieb bei höchster Effizienz zu den geringsten Temperaturgradienten innerhalb des Gerätes. Jedoch die geringen Stromdichten führten zu höheren Kapitalkosten und größeren Elektrolysator-Flächen für eine industrielle Wassergas-Produktion. Die Simulation eines Stacks für verschiedene Betriebspunkte zeigte auf, dass der Stack im Bereich des schnellen Massen- und Ladungstransports vom Wärmetransport limitiert wird. Nachdem die analytischen und die Optimierungsmöglichkeiten eruiert wurden, dient das zweite Beispiel dazu, die Universalität des Modells zu verbessern. Dafür wurden kinetische Parameter bestimmt, welche intrinsisch für ein Material und damit unabhängig von der Mikrostruktur der Elektrode sind. Zuletzt wurde das Modell für eine Simulation einer FeststoffoxidHalbzelle genutzt, welche aus einer porösen LSM-YSZ-(Sauerstoff)-Elektrode, die auf einen dichten YSZ-Elektrolyten gesintert wurde, besteht. Dabei wurde die Kinetik der Sauerstoffreduktionsreaktion untersucht, wobei eine intrinsische Kinetik für die YSMLSZ-Elektrode erhalten wurde. Für die Modellierung der elektrochemischen Reduktion von O2 wurden drei verschiedene Mechanismen verwendet. Jeder Mechanismus beinhaltete hierbei den parallelen Transport von Sauerstoff-Spezies über die Partikeloberfläche und durch das Teilchen hindurch, wobei drei verschiedene elektrische Potentiale die Reduktion antrieben. Die Mechanismen wurden mit drei Sets von elektrochemischen Impedanz-Spektren und Polarisationskurven verglichen, welche von Barbucci et al. [J. Appl. Electrochem, 39, 513–521 (2009)], Cronin et al. [J. Electrochem. Soc., 159(4), B385–B393 (2012)] und Nielsen und Hjelm [Electrochimica Acta, 115, 31– 45 (2014)] über einen weiten Bereich von Betriebstemperaturen (873 K bis 1173 K), Einlass-O2-Konzentrationen ( 5% bis 100%) und Überpotentialen (-1 V bis +1 V) aufgenommen wurden. Zwei der drei Mechanismen konnten quantitativ diese drei experimentellen Sets ohne neue Parametrisierung der Kinetik wiedergeben. Durch Analyse der thermodynamischen Parameter und der Kinetik konnte jener Mechanismus, der die Chemisorption eines gasförmigen O2-Moleküls unter Bildung einer Super-Oxo-O2 -Spezies auf der LSM-Oberfläche postuliert, als der am besten der Realität entsprechende identifiziert werden. Diese zwei Beispiele heben somit hervor, dass diese Modellierung für SOC- bzw. Stack-Design, -Überwachung und -Steuerung ein geeignetes Werkzeug darstellt
FEMININE VISIBILITY IN A MYTHOLOGICAL CONTEXT OF CHITRA BANERJEE DIVAKARUNI’S THE PALACE OF ILLUSIONS
No full textChitra Banerjee Divakaruni an Indo-American author, works as a professor of English in the University of Houston. She is also a co-founder and former president of a helpline for South Asian women. She involves herself eagerly as a volunteer at women’s center at Berkeley and assists battered women through the organization. MAITRI, the organization was begun in 1991 by her with the help of a group of friends. Chitra Banerjee Divakaruni an expatriate writer, pictures Indian womanhood how they are treated by men in their lives. An explicit attempt to retell the epic in novel form is Chitra Banerjee Divakaruni’s The Palace of Illusions which will be analyzed in the following. The present paper analyzes how women is treated by male as a lifeless thing in the novel. This study is an attempt to illustrate how revisionist mythmaking is a feminist endeavor to revalue the experiences of women in patriarchy and redefine women from feminist perspectives.
 
Data for: Virtual Nondestructive Evaluation of Anisotropic Plates by Implementing Symmetry Informed Sequential Mapping of Anisotropic Green’s function (SISMAG)
No full textNo data should be used without permission from the corresponding the author. With permission, data can be used for only non-commercial purposes
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