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锌电积用新型阳极的研究进展

锌电积用新型阳极的研究进展

摘要：铅阳极价格低廉且在酸性硫酸盐溶液中稳定而被用于生产高纯度的锌，但随着矿物品位降低，锌电解液环境变差，传统铅阳极的许多问题限制了其进一步发展，包括析氧电位过高、阳极溶解引起的阴极产品污染、力学性能差等。为解决这些问题，从几个不同方面对新型阳极进行阐述：（1）在铅合金中掺杂不同的元素（如Ag，Ca，Co，RE等），通过外加物质改善合金结构，提升铅阳极电催化活性，降低铅在电解液中的溶解；（2）应用不同加工工艺提升铅合金内部均匀致密程度，提升合金力学性能；（3）应用其他类型的阳极，如钛基阳极、铝基阳极、碳纤维阳极等防止铅合金本身性质带来的问题。介绍不同阳极改进方式的同时也提及了其制备工艺和电催化机制，为未来新型阳极的发展趋势指明了方向。
新能源 2024年06月24日
碳纤维基太阳能驱动界面水蒸发器件研究进展

碳纤维基太阳能驱动界面水蒸发器件研究进展

摘要：碳纤维是三大高性能纤维之一，具有较强的光热及电热转化性能，可以高效地将太阳光和电能转化为热能。目前对于碳纤维的应用还大部分基于低密度、高强高模的优势特性上，为了促进碳纤维在界面水蒸发的应用，本文从碳纤维光热及光电耦合两个方面来综述目前碳纤维在界面水蒸发的研究进展，针对碳纤维光滑致密的表面结构及低表面能等缺点，总结其解决方法及在水通道、仿生结构、多级结构、掺杂其他光热材料和回收碳纤维的应用几个方面来讨论碳纤维界面蒸发器的发展，并对将来碳纤维在界面蒸发中的应用提出展望。
新能源 2025年09月13日
面向“双碳”目标流程的离子膜电渗析：机遇与挑战

面向“双碳”目标流程的离子膜电渗析：机遇与挑战

摘要：逐渐加剧的温室效应以及高盐废水的大量排放给环境带来了很大的负担，碳达峰和碳中和政策要求形成绿色生产生活方式以及加强对资源综合利用，这对实现碳减排具有积极指导作用。而选择对高盐废水进行资源化回收的方式以及开发高效的碳捕捉技术有利于增强碳减排过程。离子膜电渗析因其独特的分离特性可实现对高盐废水的浓缩淡化、分离回用。为了降低温室效应，可采用淡化回收高盐废水和高效捕捉CO2相结合的方式降低CO2浓度，实现碳达峰和碳中和的目标以及对废水的零排放。本工作综述了以离子膜电渗析为基础的传统电渗析、双极膜电渗析、反向电渗析、置换电渗析、选择性电渗析和冲击电渗析等六种电渗析技术的工作原理，以及他们在碳捕捉转化和废水资源化方面的应用进展。展望了新型离子膜电渗析在处理高盐废水的应用前景，同时指出新型离子膜电渗析技术在降低碳排放方面的限制与挑战，最后为新型电渗析技术实现低碳排放提供新思路。要点：(1) 提出具有独特分离特性的离子膜技术有助于响应“双碳”政策。(2) 主要介绍以离子膜为基础的六种电渗析技术的工作原理和应用进展。(3) 展望新型电渗析技术处理高盐废水和实现碳减排的应用前景。(4) 指出新型电渗析技术在实现碳排放方面的限制和挑战
新能源 2024年05月15日
我国聚变堆工程化发展问题与策略研究

我国聚变堆工程化发展问题与策略研究

摘要：核聚变技术突破有望革新能源生产模式、创造显著的经济效益，成为全球科技和能源领域的中长期发展方向；应用工程化思维，推动从实验堆到示范堆的演进过程，对于高效率、低成本、高质量地开展聚变堆研究与建设具有重要意义。本文把握我国聚变力量总体布局，从安全监管体系、设计管理经验、项目管理实践、产业链培育、标准体系等方面梳理了国内外聚变堆工程化进展，深入研判了我国聚变堆工程化面临的突出问题。研究认为，在发挥组织优势推动聚变能开发、兼顾安全与发展制定核聚变监管政策、管／企合力培育聚变产业链、从顶层设计着手建立核聚变标准体系等方面构思发展策略，同步在面向聚变堆工程化的研发设计管理体系、由专业化企业主导的聚变堆工程建造等方面提出建设要点，有助于精准高效地推动我国聚变堆工程化进程，力争取得国际核聚变领域的领先地位。
新能源 2026年07月17日
人工智能在可再生能源材料研发领域的研究进展

人工智能在可再生能源材料研发领域的研究进展

摘要：近年来煤炭、石油、天然气等传统能源逐渐枯竭，大量化石能源的使用造成环境污染。为了降低二氧化碳的排放量，国家积极推动风、水电、氢能等可再生能源的发展，而这些能源技术的推广应用的关键是新材料的研发。目前新材料的研发主要依赖于研究者根据材料结构以及其用于某一特定体系的预期催化活性为目标进行实验优化，导致新材料研发过程缓慢。随着计算材料学的进一步发展，研究人员整合了大量关于材料结构及性能表征的材料数据库，通过比较逐步优化筛选新材料。综述了当前材料开发的设计思路以及合成方法，以人工智能（AI）为着眼点阐述了近年来基于AI方法设计、制备可再生能源材料过程中的模型与算法，并总结了AI用于材料设计方面的研究意义和发展过程，最后对AI方法用以可再生能源材料设计、制备的发展进行了展望，介绍了本课题组提出的材料优化模型，并且列举了该模型成功应用于电解水析氢以及硼氢化钠制氢的材料优化的案例。未来，AI技术在新材料的理论计算、合成设计、性能预测、材料微观结构表征分析等方面具有非常广阔应用前景。
新能源 2024年06月06日
液晶分子优化给体材料组装制备高性能有机太阳能电池

液晶分子优化给体材料组装制备高性能有机太阳能电池

摘要：活性层形貌优化是实现高效、稳定的体异质结有机太阳能电池(OSC)的关键，添加剂工程被广泛用于优化OSC活性层的膜形貌. 基于此，本文工作提出了一种利用具有简单结构的液晶分子4-氰基-4'-庚基联苯(7-CB)作为添加剂优化给体聚合物(PM6)在共混膜中聚集行为的策略. 通过掠入射广角X 射线散射、原位吸收光谱及分子动力学模拟等表征发现，7-CB通过与PM6 的烷基侧链之间的范德华力和CH/π相互作用诱导PM6 规整排列，增强了PM6 之间的相互作用，提高了活性层薄膜的结晶度. 得益于此，无任何后处理的活性层薄膜中电荷传输得到改善，电荷重组被大幅抑制. 基于7-CB处理的PM6:L8-BO制备的硬质和柔性二元OSCs效率分别从15.41%和14.90%提高到18.01%和17.26%.
新能源 2025年08月04日
固体氧化物燃料电池在移动交通领域的应用及研究进展

固体氧化物燃料电池在移动交通领域的应用及研究进展

摘要: 固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell, SOFC)是一种可以将化学能直接转化为电能的能量转换技术，具有效率高、燃料选择灵活、杂质耐受能力强等特点。近年来，人们越来越重视SOFC在移动交通领域的应用。从SOFC的工作原理出发，重点分析SOFC在移动交通领域的应用优势，并介绍SOFC在移动交通中的应用形式，包括作为辅助电力单元和动力系统，并计算出其作为动力系统的油井-车轮(well to wheel, WTW)效率为34%»39%，远高于内燃机(14%»17%) 和电池(27%)，展现了SOFC作为动力系统的巨大潜力。接着，重点讨论SOFC发电系统的研究进展，包括原理性验证、能效提高和作为动力系统的性能研究等。最后, 总结了目前SOFC在移动交通领域的应用现状，并对其应用前景进行展望。 SOFC在移动交通领域有巨大的应用潜力，将为交通领域脱碳开辟新的路径。
新能源 2024年05月15日
钙钛矿结构畸变与性能调控研究进展

钙钛矿结构畸变与性能调控研究进展

摘要：金属卤化物钙钛矿材料因其优异的光电性能和可调控的晶体结构，在太阳能电池、发光二极管和光电探测器等领域展现出巨大的应用潜力。结构畸变作为调控钙钛矿材料性能的重要手段，能够显著影响其电子结构、载流子动力学和光电特性，为设计新型功能材料提供了重要途径。近年来，钙钛矿单晶的结构畸变调控研究取得了显著进展。通过改变基底特性、引入有机阳离子、调控卤素组成或施加外部应力，研究人员能够有效调节钙钛矿单晶的晶格对称性和电子能带结构，从而优化其光电性能。特别是，结构畸变对载流子动力学、激子行为和缺陷态密度的调控作用，为开发高性能钙钛矿器件提供了新的途径。本文首先阐述了钙钛矿材料结构畸变的表征方法与机理基础，随后详细分析了实验条件下诱发钙钛矿结构畸变的主要影响因素，进而深入探讨了结构畸变与材料光电性能的构效关系，为钙钛矿光电材料的结构畸变与性能调控提供了参考。
新能源 2026年07月09日
金属有机骨架材料在镁基储氢材料中的应用

金属有机骨架材料在镁基储氢材料中的应用

摘要：能量密度高、热值大、资源丰富、无污染、可储存、可再生、可燃烧和可发电的氢能， 被誉为21世纪解决能源危机和缓解温室效应的“终极能源”。 MgH2因其较高的理论储氢容量， 有望成为未来车载氢能源载体而备受关注，但其过高的热力学稳定性、缓慢的吸放氢动力学等缺点限制了其工程应用。比表面积高、结构性质可调以及金属离子可高效利用的金属有机骨架（MOFs）材料，在镁基材料储氢性能的改善方面展现出良好的应用前景。概述了MOFs材料对镁基材料储氢性能的催化掺杂改性、纳米限域催化改性，以及MOFs材料的常见制备方法，并对该领域的研究前景进行展望。
新能源 2024年06月06日
透明防污涂层技术在光伏领域的研究进展

透明防污涂层技术在光伏领域的研究进展

摘要：太阳能电池作为可再生能源广泛应用于陆地、沙漠、海洋等不同环境，但电池表面易受灰尘、油污、沙尘、微生物等侵蚀，导致电池光电转化效率降低。透明防污涂层兼具透明性和防污特性，可用于光伏器件及设备表面防污，提高其光电转化效率、延长使用寿命，克服目前人工清洗、机械清扫等除污技术维护成本高、易损伤电池等问题。但如何同时实现涂层透明性、防污性多功能性、提高涂层耐久性和稳定性等，仍是制约透明防污涂层发展及大规模应用的主要因素。文章综述了基于亲水-润湿表面特性、疏水-疏油表面特性、超滑特性、防污剂释放特性等透明防污涂层的构筑策略，以及具有辐射冷却、抗反射和柔性抗弯折等多功能透明防污涂层的构筑策略及构筑机理，并探讨了多功能透明防污涂层在太阳能电池及光学器件领域的应用、面临的挑战及未来发展方向。
新能源 2026年08月14日