Ethanol has been recognized as a preferred hydrogen carrier, while coke deposition is a crucial issue during the typical ethanol steam reforming (ESR) process for hydrogen production, which hinders the catalytic stability. Polymetallic catalyst is a type of promising candidate catalyst owing to its adjustable catalytic performance, whereas its catalytic mechanism has rarely been investigated in detail. In this work, a nanorod-type quinary metal oxide NiCoMnCeCaOx was tactfully designed and synthesized. In the synthesized catalyst, transition metals (Ni, Co) were employed as active components for C-C and C-H bond cracking; oxygen carrier species (Mn, Ce) were exploited to improve the oxygen release capacity and lattice oxygen mobility; and alkali metals (Ca) were designed to enhance H2O absorption and CO2 capture. It was interesting that surface reconstruction was discovered for NiCoMnCeCaOx during the initial stage of ESR, NiCo nanoalloy was self-assembly generated to form a supported-like NiCo/NiCoMnCeCaOx structure, accompanied with the gradually increased H2 production efficiency and stable at 120.5 μmol/s with 99.92 % ethanol conversion after 20th min. The synergistic effect of the polymetallic component and the specific morphological structure of NiCoMnCeCaOx contributed to its outstanding carbon tolerance performance. It achieved efficient H2 production through ethanol dehydration and subsequent deep dehydrogenation. The new composite material (MWCNT@NiCoMnCeCaOx) induced by ESR reaction exhibited specific electrochemical performance. This work attempted to offer certain references for the design of multifunctional catalysts for H2 production.

Single-cell RNA sequencing examines the transcriptome of individual cells and reveals the inter-cell transcription heterogeneity, playing a critical role in both scientific research and clinical applications. Recently, droplet microfluidics-based platform for expression profiling has been shown as a powerful tool to capture of the transcriptional information on single cell level. Despite the breakthrough this platform brought about, it required the simultaneous encapsulation of single cell and single barcoded bead, the incidence of which was very low. Suboptimal capturing efficiency limited the throughput of the Drop-seq platform. In this work, we leveraged the advance in inertial microfluidics-based cell sorting and designed a microfluidic chip for high efficiency cell-bead co-encapsulation, increasing the capturing rate by more than four folds. Specifically, we adopted spiral and serpentine channels and ordered cells/beads before the encapsulation region. We characterized the effect of cell concentration on the capturing rate and achieved a cell-bead co-capturing rate up to 3%. We tested this platform by co-encapsulating barcoded beads and human-mouse cell mixtures. The sequencing data distinguished the majority of human and mice expressions, with the doublet rate being as low as 5.8%, indicating that the simultaneous capturing of two or more cells in one droplet was minimal even when using high cell concentration. This chip design showed great potential in improving the efficiency for future single cell expression profiling.

MEPCMS (Microencapsulated Phase Change Material Slurry) is a latent heat functional thermal fluid that combines heat storage, temperature control, and heat transfer enhancement. It holds significant potential for cooling small devices with high heat flux. To better reveal reality, a modified discrete phase model (DPM) based on Euler-Lagrange method was employed to simulate the flow and heat transfer of MEPCMS in the rectangular minichannel through considering the volume concentration of particles. The results reveal that the modified DPM can effectively predict pressure drop, and the maximum error is less 5.54 %. In the fluid-particle forces, the drag force has the greatest impact, and the thermophoretic force takes second place. The heat transfer is enhanced when the particles near the wall undergo phase transition, and the Nusselt number (Nux) reaches a maximum value when the particles near the wall finish the phase transition. Additionally, the work explores the effects of inlet flow velocity (v), inlet temperature (Tin), and particle concentration (cm) on the flow and heat transfer of MEPCMS. Only cm affects the peak value of Nux, in comparison to the base liquid, under the condition where the Tin = 288.15 K, v = 0.1 m·s−1 and cm = 10 %, the maximum value of Nux has been enhanced by 12.27 %. Under the conditions of Tin = 293.15 K, cm = 10 %, and v = 0.10 m·s−1, MEPCMS experiences a maximum increase of 24.07 % in pressure drop compared to the pure basic solution. By introducing the comprehensive performance evaluation factor η, it is found that, under conditions of Tin = 293.15 K, v = 0.20 m·s−1, and cm = 10 %, the mean Nusselt number of MEPCMS can be enhanced by 7.56 %, while the temperature difference at the bottom wall is reduced by 24.61 %, while maintaining η at 1.014.