海洋能利用技术发展现状与关键技术难题

摘要:[目的] 为加快推进能源结构绿色低碳转型,[方法] 针对海洋能利用技术领域内的热点问题,对海洋能利用技术的发展历程和技术特点进行评述,并对我国海洋能利用技术的关键技术难题进行总结。[结果] 分析表明:高成本、低效率以及复杂的载荷系统、恶劣的海洋环境是制约海洋能利用技术商业化发展的关键因素,大型化、规模化、深远海化、智能化及与其他海洋产业融合发展是未来海洋能发展的重要趋势。[结论] 研究成果可为海洋能利用技术的发展提供一定参考。

废旧锂电池综合回收利用技术研究

摘要:为解决当前废旧磷酸铁锂电池造成的环境污染以及锂资源供不应求的问题,利用回收的废旧磷酸铁锂电池为原料,创新性地提出了一种双极膜的方法:酸浸所得Li2SO4经双极膜电渗析制备LiOH,进而获得精制Li2CO3,最终制成电池级LiFePO4正极材料。主要工艺包括磷酸铁锂电池破碎分选、黑粉浸出、料液除杂、磷酸铁以及磷酸铁锂的合成,从而获得Li2CO3、FePO4主产品及铝粒、铜粒等副产物,并通过合成再生技术,获得了符合GB/T30835-2014中Ⅰ级品标准的LiFePO4正极材料。所制备LiFePO4产品具有96%以上的首次库仑效率及94.5%以上的倍率性能。该工艺达到了节约LiFePO4生产成本、实现可再生资源回收利用的目的。

大型海洋结构物横向滑移装船技术

摘要:滑移装船是海上导管架平台、上部组块等大型海洋工程结构物施工过程的重要环节。为了研究大型海洋结构物横向滑移装船的可行性及关键点,降低装船施工成本及对建造场地的适用性要求,提高装船效率,保证结构物及运输船安全,指导装船作业安全开展。应用MOSES 软件,对国内某海上风电场升压站上部组块滑移装船过程进行模拟计算,将上船过程划分为若干步,以每步的分界点作为结构物滑移作业和船舶调载操作的控制点,对运输船的浮态、稳性、船体强度、调载能力以及潮汐等多重因素进行综合协调以减小误差使装船各步骤平稳过渡,从而分析大型海洋工程结构物滑移装船的可行性及关键点。从模拟结果可确定结构物在装船过程中,运输船能够实现平衡的最小浮态,并结合潮汐变化确定最终装船计划,通过各步骤的调载模拟为船方提供理论调载依据。相关分析和结论对于大型海洋工程结构物滑移装船作业提供理论指导,具有一定参考意义。

可拉伸高分子光电器件的研究进展

摘要:可拉伸高分子光电器件是一类基于共轭高分子的独特器件,具备在承受机械应变时仍能维持其光电性能的能力,在可穿戴电子、可拉伸显示、生物医学传感等领域展现出广阔的应用潜力. 近年来,国内外学者对器件与材料设计进行了大量的探索,为其性能提升和应用拓展奠定了坚实基础. 本文以外在弹性与本征弹性2 个维度为切入点,深入探讨器件形态设计、材料结构调控以及薄膜组分优化等策略,总结并评述其重要成果. 最后,指出未来需要关注的重点研究方向,以克服商业化过程中面临的多重挑战,并展望可拉伸高分子器件的不断进步能为有机电子领域注入新的活力.

纳米纤维复合材料的离子传输动力学调控及其电化学应用

摘要:纳米纤维复合材料因具有高孔隙率、高比表面积以及多样化的组成和结构可设计性被广泛应用于锂硫电池、锂空电池等新型锂金属电池储能体系中. 电池的电化学性能主要依赖于充放电反应中的离子传输过程,而纳米纤维的结构形态以及表/界面性质对于离子传输动力学具有重要影响. 因此,本文针对新型储能电池应用中离子传输动力学缓慢、中间产物如多硫阴离子等易穿梭,以及负极枝晶生长等关键科学与技术问题,综述了纳米纤维复合材料的创新性设计和制备方法;进一步结合本课题组近期工作重点,阐述了纳米纤维复合材料的组成与结构调控对锂电池中离子传输动力学的优化作用;最后,总结了纳米纤维复合材料在锂电池正负极、隔膜、电解质等领域的应用进展,并讨论了其在新型储能设备领域的挑战和未来发展前景.

微波能强化膜材料制备与膜分离过程

摘要:微波能在化工领域的创新应用是化工电气化研究的热点趋势之一,涉及加热、工业废水处理、矿物除杂、有机催化、材料合成及医药灭菌等多个方向。微波作为一种外场强化手段应用于膜分离技术,不仅可以缩短膜材料制备时间,降低生产成本,还能提高渗透通量,强化膜过程的分离性能。本文通过总结微波在制备分子筛膜(MOF、MFI型、NaA型等)、聚合物膜、混合基质膜等膜材料的典型应用优势,发现微波的引入可以使制备出的膜材料通量及选择性更高,这是因为分子筛膜的晶体大小更加均匀,晶体取向更加一致,膜层可以更薄、缺陷减少;使聚合膜的聚合率增大,表面更加光滑,内部结构更加规则;使混合基质膜的机械性能更好。阐述了微波技术在不同类别的膜材料制备应用中的强化机理,其中:在分子筛等无机膜制备中,微波可以降低有效活化能,调控晶体粒径,诱导晶体取向;在聚合物膜的制备过程中,微波可以改变膜结构,改变传热方向,增加聚合接枝率,降低反应活化能。归纳了微波提升膜材料在气体和液体分离方面性能的研究,考虑到该领域基础研究较少,根据微波的独特加热优势,提出选择性汽化、诱导氢键减弱、局部过热、诱导生成纳米气泡及分子扰动5个可能的微波强化膜分离机理,利用微波加热在膜分离中的补偿温度极化、减少膜污染、降低浓度极化,有望实现膜选择性和渗透通量的同步提升。

三种船用不锈钢在海水中的腐蚀匹配性

摘要: 对05Cr17Ni4Cu4Nb、0Cr16Ni5Mo和ZG03Cr26Ni7Mo4N三种不锈钢进行了电化学测试、缝隙腐蚀试验和电偶腐蚀试验,结合腐蚀形貌观察、腐蚀速率计算、动电位极化曲线等方法,对比研究了三种不锈钢在天然海水中的腐蚀性能。结果表明:三种不锈钢材料在两两偶接时,腐蚀速率相对自腐蚀速率变化不明显,电偶电位迅速正移且达到稳定,电偶电流均远小于0.3 μA/cm2。因此,三种不锈钢材料偶接使用时,不会发生电偶腐蚀,材料间具有良好的匹配性。