钨基材料在锂离子电池领域的应用：技术现状与发展展望
摘要：本文聚焦钨基材料在锂离子电池领域的应用，基于钨的优异特性及资源分布基础，梳理了其在锂离子电池的正负极、热响应材料中的应用现状，分析了钨基材料在锂离子电池应用中所面临的体积膨胀、电导率低、电压滞后等技术挑战及解决策略，并展望了市场趋势与技术发展方向，指出需在材料性能优化和制备工艺提升等方面持续攻关，并辅以多学科合作以推动大规模应用，为锂离子电池技术突破提供支撑。
质子交换膜燃料电池双极板表面改性研究进展
摘要：双极板是质子交换膜燃料电池（PEMFC）的核心部件之一,其性能优劣直接影响电池堆的输出功率和使用寿命。双极板不仅能够将单个电池连接成电池堆并提供支撑,还能提供气体流道、隔离阴阳两极,在燃料电池的工作性能和寿命方面起到关键作用。由于PEMFC的运行环境较为苛刻,包括高温、高湿度和酸性环境,因此双极板需要具备优良的导电性能和抗腐蚀性能,以确保燃料电池的高效、稳定运行。本文简述了PEMFC双极板的发展现状和应用进展,着重阐述了表面导电耐蚀改性方案的研究发展情况,系统介绍了不锈钢、钛及钛合金、铝合金等多种金属双极板基体的表面改性方案,对比不同金属双极板及其表面改性方案的性能特点、发展趋势和存在的问题,探讨了PEMFC金属双极板表面改性的共性问题及发展应用前景。
太阳能电池板高性能自清洁涂层的研究进展
摘要：太阳能电池长期在户外运行,尘埃、污垢和其他污染物易在电池表面形成堆积,从而降低系统的发电效率。传统的清洁方式成本高且易损伤光伏板,自清洁涂层能使电池板长期保持清洁状态,对太阳能电池板的高效率运行和长寿命服役具有重要意义,已经成为太阳能领域的研究热点之一。本文较为全面地梳理了太阳能电池面板自清洁涂层相关方面的研究,介绍了电池板表面的灰尘特性,分析了灰尘堆积对电池板使用寿命的影响,详细综述了超疏水和超亲水２ 种自清洁涂层的制备方法及其自清洁性能的相关研究进展,对比了２ 种自清洁涂层的使用效果和应用场景,并对其自清洁机理进行了阐述,发现在不同的地域,太阳能电池表面灰尘的组成成分均有所差异,光伏板表面的灰尘堆积率和黏附接触力主要受灰尘粒径大小的影响,灰尘堆积会减少电池板的使用寿命,超亲水和超疏水性涂层均可以长期保持太阳能电池板表面的清洁,都能有效提升电池板的输出功率。
数据驱动下的固态储氢材料设计研究进展
摘要：随着全球能源转型的加速,氢能因其高能量密度和清洁特性受到广泛关注。在储氢技术中,固态储氢以安全性高和体积能量密度大被视为最具潜力的途径。然而,固态储氢材料在储氢密度与操作温度2个重要指标面临着“鱼与熊掌”不可兼得的困局,严重制约了其实际应用。近年来,数据驱动技术在材料设计、性能预测和催化剂优化方面展现出巨大潜力,为新型储氢材料的开发提供了新思路。本文系统综述了数据驱动技术在固态储氢领域的研究进展,重点包括3方面:首先,高质量数据库的构建与应用为模型训练提供可靠支撑;其次,基于机器学习的合金正向与逆向设计实现了材料性能的高效预测与优化;最后,多智能体平台(如Cat-Advisor)通过多模态文献信息处理,推动镁基脱氢催化剂的智能筛选与优化。文章还讨论了催化剂微观结构表征不足、逆向设计能力有限及多源数据提取困难等挑战,并展望了通过AI、多模态智能体和数据库质量提升,推动固态储氢材料研发向系统化与智能化发展的前景。
轻金属氢化物的改性研究扫码收听播客
摘要：氢气的储存与运输难题是制约氢能规模化应用的关键瓶颈,开发安全、高效的新型储运技术已成为当前领域的迫切需求。在各类储氢方案中,轻金属氢化物凭借较好的安全性备受关注,然而该类材料通常难以在动力学性能、热力学性能、储氢容量及循环稳定性之间实现良好平衡,这严重限制了其商业化应用。现有研究多通过纳米化、合金化及添加催化剂等手段优化储氢材料的热力学和动力学性能,但依旧难以实现其实际应用。近年来,引入外场为优化金属氢化物的储氢性能提供了新途径,并展现出显著的应用潜力。本文系统综述了轻金属氢化物储氢材料的传统改性与外场对其储氢性能的影响,尤其是光对金属氢化物的作用,旨在为金属氢化物材料储氢性能的进一步优化提供理论参考与实践方向。
反应性氢化物复合体系储氢性能研究进展
摘要：金属氢化物和轻质配位金属氢化物以其高质量储氢密度和高安全性成为了氢气储存的理想解决方案之一。然而,较高的工作温度限制了其进一步发展和应用。反应性氢化物复合体系(RHCs)通过改变放氢反应路径、降低反应焓变,与单一储氢材料相比极大地提升了放氢热力学性能。此外,进一步结合催化掺杂方法,可以实现RHCs动力学性能和循环性能的高效同步提升。本文系统性综述了RHCs的近期研究进展,对包括Li-Mg-B-H 体系、Li-Mg-N-H 体系在内的多种RHCs的放氢机制和催化掺杂改性研究成果进行了详细的讨论,并针对RHCs当前面临的挑战展望了未来研究的重点和发展方向。
金属氮氢化物储氢材料研究进展
摘要：金属氮氢化物储氢体系,以Li-Mg-N-H 为典型代表,凭借其出色的储氢容量、良好的吸放氢可逆性以及较为理想的热力学性能,被认为是当前最具应用潜力的固态储氢材料之一。然而,该体系面临的核心挑战在于其吸放氢反应的复杂性以及较高的动力学能垒。本文系统综述了该体系的主要成分组成与储氢性能、性能优化手段(包括化学成分调控、纳米结构设计、催化改性)以及实际应用等方面的进展。在催化改性方面,重点介绍碱金属基化合物、金属硼氢化物、过渡金属及其化合物、稀土化合物、碳材料等催化剂的改性效果和作用机制。最后,探讨了该体系实际应用亟待解决的关键研究方向。
高比能富锂锰基层状氧化物正极：关键挑战，改性策略与未来展望
摘要：富锂锰基层状氧化物（LRMO）具有高比容量、高能量密度和低成本的优势， 是下一代高比能锂离子电池的重要候选正极材料。然而，LRMO 仍面临首次库仑效率低、倍率性能差、电压衰减等关键科学问题，难以满足航空航天、医疗设备、先进电动汽车等高端应用中锂离子电池的使用需求。为了深入完整地认识LRMO，本综述系统地讨论了LRMO 的发展历史、晶体结构、关键挑战和主要改性策略，并对未来前瞻性的发展方向进行了展望。首先详细阐述了LRMO 的晶体结构和储能机制，并讨论了其面临的关键挑战，包括晶体结构致密化（体相不可逆反应和表面不可逆反应）和电化学性能衰退（电压衰减、首次库仑效率降低和倍率性能差）。随后，对LRMO 的改性策略进行了归纳探讨，阐明了体相、表面、浓度梯度等元素掺杂能够提升锂离子扩散速率和晶体结构稳定性；采用磷酸盐、炭材料、氧化物、导电聚合物等表面包覆，能够有效抑制LRMO 与电解质间的有害副反应，增强材料循环过程中的结构稳定性；通过固态/液态电解质改性，增强电极-电解质界面稳定性，提升LRMO 的循环性能；此外，通过黏结剂优化策略，能够进一步提高LRMO 电化学性能。最后，深入阐述了前瞻性的观点和具有前景的研究方向，为下一代LRMO 的规模化制备与应用提供了全面细致的建议和理论指导。
基于太阳能界面蒸发设计的碳基材料结构抗盐性能研究进展
摘要：本文综述了太阳能界面蒸发碳基材料抗盐性能研究进展，旨在解决太阳能界面蒸发技术中盐分积累的瓶颈等问题。基于碳基材料抗盐物理化学基础，重点综述抗盐机制、设计策略、性能强化技术及前沿突破。碳基材料抗盐性主要与表面化学、孔隙结构、界面作用及复合设计相关。与凝胶结合可提升光热转换效率与抗盐性（ 气凝胶为主流，水凝胶需优化），亲水性垂向多级孔道结构和Ｊａｎｕｓ 膜材料可解决盐分积累。通过蒸发速率、抗盐性和淡化效果评判性能。近年来太阳能界面蒸发碳基材料的抗盐性能方面的研究在物理化学基础、结构设计、性能强化等研究方面取得了进步，在未来，这项技术有望解决水资源短缺这一问题。
绿氢制备成本趋势分析
摘要：绿氢被认为是实现碳中和与可持续发展的重要能源之一，而绿氢成本是关系到绿氢能否大规模应用的关键因素。电解水制氢的成本主要来自电力成本和电解槽的设备折旧。通过卷积神经网络(CNN)和长短期记忆神经网络(LSTM)结合建模，对2030 年电网绿电、光伏发电和风电电价进行预测，考虑电解槽的成本及适用性、电解水副产氧气带来的收入，分别计算2030 年电网绿电使用碱性电解槽(ALK)连续制备绿氢、光伏发电使用质子交换膜电解槽(PEM) 间歇制氢以及风力发电使用PEM 电解槽间歇制氢三种路径的制氢成本，研究绿氢制备成本的发展趋势。研究结果表明，电价是电解水制氢的最大影响因素，电解槽成本对电解水制氢的影响相对较小；2030 年电网绿电制氢成本最低，中短期内电网绿电制氢依然具备成本优势；中短期内ALK 电解槽的成本远低于PEM 电解槽，但随着技术创新和氢能产业的快速发展，以及可再生能源电价的持续下降，预计未来PEM 电解槽的制氢成本将低于ALK 电解槽。降低成本的潜力主要体现在减小电力成本，借助科技进步延长电解槽的使用寿命、降低电解槽的初始投资。
