机器学习驱动液态有机储氢技术的系统优化

摘要：在全球气候变化加剧与能源结构转型的双重挑战下，发展高效清洁的氢能储运技术已成为实现碳中和目标的关键路径。液态有机氢载体（LOHCs） 储氢技术因其高安全性、可利用现有基础设施等优势成为氢能储运领域的研究热点，但其产业化受制于脱氢动力学缓慢、催化剂依赖性强等问题。近年来机器学习（ML） 在新材料设计、反应优化以及数据驱动建模中的突破为LOHCs技术注入了新动能。本文聚焦于ML在LOHCs分子设计与筛选、催化剂设计和反应条件优化等方面的最新研究，提出了目前研究的短板，并展望了未来发展方向

新能源 2026年08月10日 1 点赞 0 评论 30 浏览

耦合电解水制氢的绿色有机电合成——电极界面调控策略综述

摘要： 随着全球能源危机和环境污染问题日益加剧，电解水制氢作为一种清洁、高效的制氢技术备受关注。然而，传统电解水阳极析氧反应存在动力学迟缓、过电位高以及氧气副产物等问题，限制了技术的进一步发展。近年来，研究人员发展了利用电解水阳极生成的活性氧物种（ROS）（*OOH、*OH和*O等） 实现有机物选择性氧化的系列策略，可以有效提升电解水的能量、原子利用率，减少能耗，提升生产附加值。电极界面作为电化学反应的场所，电极材料的多尺度结构、反应底物的吸附行为等，都影响着耦合电解水制氢的绿色有机氧化效率和选择性。因此，本文综述了利用活性氧物种氧化有机物耦合电解水制氢的电极表面调控策略，重点讨论了电极强化“界面-底物”过程的作用、电极控制荷质传递过程以及电极调控反应作用机理等三个方面。通过掺杂、构筑应变、引入空位和异质结等手段调控电极电子结构，能够促进ROS生成和反应底物吸附，提升反应选择性与效率；通过采用恒电位和脉冲电解等多种电化学方法，可以调控电极材料的金属价态和电子传递速率，优化反应动力学；通过引入介体或添加剂、开发双效催化剂以及表面插层等手段，可以有效调控电极表面对ROS的吸附与利用，同时调节电极对反应底物的吸附特性。未来研究将集中于电极表面催化形态精准调控、催化剂活性位点优化以及机理研究，推动电解水制氢与绿色有机电化学合成的协同发展，为新能源和绿色化学的应用提供新思路。

新能源 2026年08月08日 1 点赞 0 评论 34 浏览

熔融盐辅助生物质热化学高值化转化研究进展

摘要： 随着“双碳”目标下新能源的迅猛发展，熔融盐辅助生物质高值化转化受到了广泛关注。鉴于此，综述了熔融盐在辅助生物质高值化转化领域的研究进展，讨论了面向不同产物制备场景下熔融盐的关键作用及机理，并总结概述了熔融盐热化学技术面临的挑战和亟需开展的研究方向，具体结果如下：熔融盐中丰富的金属阳离子能够催化化学键的断裂和形成，实现生物油中高值化学品的定向富集；灵活的熔融盐种类和组成可促进气化反应，提高合成气产量，还为比例可调控的合成气产出提供了良好的反应环境；此外，熔融盐刻蚀作用以及与炭基质的氧化还原反应改善了炭材料的孔隙率等理化特性，且熔融盐介质中热-电协同的新工艺可进一步提高生物炭材料的附加值。

新能源 2026年08月05日 1 点赞 0 评论 51 浏览

钠离子电池正极材料循环稳定性提升策略及产业化进程

摘要：与传统锂离子电池相比, 钠离子电池因其成本优势与可持续的资源供应, 被看作是锂离子电池的理想替代品。现阶段主流钠离子电池正极材料包括过渡金属氧化物、聚阴离子型化合物以及普鲁士蓝化合物。然而, 正极材料存在不可逆相转化、Jahn–Teller 效应及界面不稳定等问题, 这严重影响了钠离子电池的循环稳定性。本文系统介绍了钠离子电池正极材料循环稳定性提升策略的研究进展与产业化进程。首先, 详细分析了正极材料的结构、优缺点, 并对比了结构稳定性、成本以及循环性能等。其次, 详细阐述了结构优化与化学元素掺杂策略在提升正极材料循环性能方面的最新研究进展, 探索了结构稳定性、电子电导率、离子迁移速率等与电化学性能之间的相互影响关系。然后, 归纳总结了钠离子电池的发展历程与近年来国内外的产业化进展。最后, 梳理了钠离子电池正极材料及钠离子电池体系仍需关注的问题并展望了其发展前景, 以期推进钠离子电池产业稳步、健康发展。

新能源 2026年08月04日 1 点赞 0 评论 56 浏览

泛氢燃料质子导体固体氧化物燃料电池研究进展

摘要: 在全球能源结构转型与碳中和目标驱动下, 质子传导型固体氧化物燃料电池(Proton-conducting Solid Oxide Fuel Cells, P-SOFCs)兼具中低温(400~600 ℃)高效发电、出色的燃料兼容性与高能量转换效率的优势, 成为清洁能源技术的研究热点。本文分析了泛氢燃料P-SOFCs 的发展前景, 围绕泛氢燃料电池技术瓶颈, 聚焦材料设计、反应机制以及表征手段三个核心维度, 综述了碳氢燃料与氨燃料P-SOFCs 体系的研究进展与技术挑战。针对碳氢燃料电池碳沉积问题, 深入探讨了碳沉积的形成机理、表征手段以及影响因素, 指出了重整催化剂改性、质子导体电解质优化和新型电极设计等前沿改进策略; 针对直接氨燃料电池(Direct Ammonia Fuel Cells, DAFCs)性能问题, 系统阐述了催化剂活性、载体种类、氮化腐蚀机制、氢分压、氨气流量以及阳极微结构等关键影响因素; 根据DAFCs的前沿工作, 总结了阳极改性、阳极催化层构筑以及新型电池结构设计等新型改进策略, 为推动泛氢燃料P-SOFCs商业化应用指明未来发展方向。

新能源 2026年08月03日 1 点赞 0 评论 47 浏览

固体氧化物电池直孔电极结构的制备技术与性能研究进展

摘要: 固体氧化物电池(Solid Oxide Cell, SOC)因其燃料电池(SOFC)模式下的高效清洁发电能力和电解池(SOEC)模式下的优异制氢及储能潜力, 近年来受到广泛关注。传统SOC 通常采用石墨、碳粉等造孔剂制备多孔电极支撑体, 存在孔隙无序分布、孔结构复杂的问题, 从而产生较高的曲折因子, 尤其在稀薄燃料或高电流密度条件下, 容易引发浓差极化, 这限制了电池性能的进一步提升。为解决这一问题, 近年来直孔结构的应用得到了广泛关注。该结构通过有序的孔道设计, 有效促进了气体扩散与传输, 减轻了浓差极化现象, 并提高了电极材料的浸渍效率及活性位点的利用率, 从而显著提升了SOC 的电化学性能。本文系统综述了直孔结构SOC 的最新制备技术研究进展,详细阐述了相转化法、冷冻干燥法及海藻酸盐离子凝胶法等关键技术的成孔机理、工艺特点及其在平板式和管式SOC 中的应用; 深入分析了直孔结构在SOFC 和SOEC 两种模式下对氢气、碳氢燃料适应性和电解性能(包括传统水/CO2 电解及燃料辅助电解)的提升作用与机制。尽管直孔结构在SOC 应用中展现出巨大的潜力, 但目前关于这一制备技术的系统性综述仍较为缺乏。本文旨在总结直孔结构SOC 的最新制备技术进展, 分析其技术优势与存在的问题, 并提出未来的发展方向, 以期为相关研究提供参考。

新能源 2026年07月31日 1 点赞 0 评论 59 浏览

氢键化学赋能高比能锂电池关键材料

摘要：机器人、无人机、电动汽车、智能电子设备的快速发展, 促进了高比能锂电池的迅猛发展. 然而, 高比能锂电池的关键材料面临着锂离子传导差、体积膨胀大、电极/界面不稳定、化学和结构稳定性差等重要挑战. 本综述从基础化学键的角度出发, 系统总结了氢键化学在高比能锂电池关键材料设计优化中的作用. 合理构建氢键网络结构可以提升正负极材料的化学稳定性和结构稳定性,缓解体积膨胀和提升电极/界面稳定性. 氢键可以调控电解液溶剂化结构, 增强聚合物电解质锂离子传输, 赋予聚合物电解质和粘结剂自修复功能并提升其机械性能. 最后, 指出了氢键在高比能锂电池中面临的挑战, 并对其未来的发展进行了展望.

新能源 2026年07月31日 1 点赞 0 评论 53 浏览

媒介体催化在锂-空气电池中的应用与挑战

摘要：锂-空气电池是发展先进储能系统中的重要电池体系, 具有极高比能量. 然而, 锂-空气电池在正极侧仍面临着电极动力学缓慢、过电位高和电解液分解副反应等问题. 为克服上述问题, 研究者引入多种催化策略, 其中氧化还原媒介体分子催化剂的出现解决了“固-固”界面接触问题, 可有效地提高锂-空气电池的电化学性能. 聚焦于锂-空气电池的研究现状和关键挑战, 系统阐述了该体系中媒介体催化的作用机制及其应用, 进一步探讨了理想媒介体的设计要点与技术难点, 最后对该领域提出了展望.

新能源 2026年07月29日 1 点赞 0 评论 62 浏览

高熵析氧催化材料：机理解析、优化策略与未来挑战

摘要：基于可再生能源的电解水制氢技术作为应对能源危机与环境问题双重挑战的关键路径，其大规模应用受限于阳极析氧反应（OER）缓慢的反应动力学。近年来，具备独特结构和组元可调性的高熵材料，凭借其近乎连续的吸附能可调控维度，在OER催化领域展现出突破传统单/双组元材料性能边界的显著优势。尽管高熵材料在OER催化领域的探索已取得显著进展，仍存在多元体系中组分-结构-性能构效关系复杂性、催化机制模糊性等亟待解决的关键科学问题。本文首先系统梳理了OER反应四电子转移机理，继而全面综述了高熵合金、高熵氧化物、高熵金属有机框架等高熵材料在OER领域的最新研究进展。重点从原子级配位环境、电子结构调控和表面吸附能演化三个维度构建组元-结构-性能之间的关联，深入阐释多金属位点的协同催化机制。最后，从材料设计、缺陷工程、元素调控三个维度提出了OER性能优化策略，并指出高熵析氧催化材料在未来可能面临的问题和机遇。本综述可为高熵析氧催化材料的精准设计、原子级构效关系的解析及催化性能的优化提供借鉴和参考。

新能源 2026年07月28日 1 点赞 0 评论 57 浏览

大型液氢储罐绝热结构发展现状及面临挑战

摘要：作为零碳能源及实现“双碳”目标的关键技术,氢能近年来在全球范围内受到广泛关注。液氢存储由于储氢密度大、存储压力低、能量密度高等特点,具有很大的优势。但氢能产业化发展面临诸多关键问题,其中长期大规模存储和远距离输运等技术一直是液氢应用过程中的瓶颈,重要解决途径是发展高效的大规模液氢储运技术和设计建造绝热性能良好的大型液氢储罐。综述了大型液氢储罐存储技术的国内外发展现状,分析液氢在存储中的低温绝热技术、材料热应力等关键问题,指出液氢储运技术上的挑战,并对液氢存储技术的发展方向做出展望。

新能源 2026年07月27日 1 点赞 0 评论 63 浏览