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世界核能科技发展前沿进展

世界核能科技发展前沿进展

摘要：介绍了核聚变技术最新进展，包括高温超导核聚变、激光点火惯性约束核聚变、托卡马克核聚变装置、国际热核聚变实验堆和中国聚变工程实验堆。指出核能与氢能、太阳能等其他能源的耦合利用为发展可再生能源和实现“双碳”目标提供了新的解决途径；高精度多物理场耦合分析计算、反应堆数字孪生技术、核能信息化与数据库建设是未来核能可持续发展的重要方向。总结了放射性废物处理与处置技术进展，包括中低放废物的减量减容和固化技术、高放废物的放射性核素去除和玻璃固化以及乏燃料处理与处置，表明随着核能技术的进一步革新，呈多元化发展态势的核能预期将在全球能源体系中占据重要地位。
新能源 2025年08月01日
电聚合薄膜在钙钛矿电池中的应用

电聚合薄膜在钙钛矿电池中的应用

摘要：目前，钙钛矿太阳能电池(perovskite solar cell, PSC)的效率(25.8%) 已经可以与硅基太阳能电池相媲美，但是长期稳定性不高是其开展商业化应用亟需解决的问题之一。电化学聚合作为一种制备电活性导电聚合物薄膜的方法，可以有效降低材料和器件制备的成本；同时，化学交联的电聚合薄膜具有较好的稳定性，能有效提高器件的稳定性。总结了将交联的电聚合薄膜作为空穴传输层(hole transporting layer, HTL)或电子传输层(electrontransporting layer, ETL)来开发稳定和高效的钙钛矿太阳能电池，并论述了电聚合薄膜在钙钛矿太阳能电池未来的研究重点。
新能源 2024年05月15日
柔性、可拉伸变形微型热电器件的设计与集成

柔性、可拉伸变形微型热电器件的设计与集成

摘要：在能源匮乏、环境污染严重的今天，研发可循环利用、环境友好的新型能源材料与器件具有重要意义。热电材料可直接实现热能与电能的相互转换，为解决这一问题提供了新的途径。特别是，近年来由于柔性热电器件展现出自供电、可穿戴等优势，受到了人们的高度重视。本工作通过引入聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS)基底，利用单壁碳纳米管(single-wall carbon nanotube，SWCNT)/Bi2Te3热电复合薄膜材料优异的热电性能和柔韧性，设计制作了一种可拉伸变形的三维拱形结构的微型热电发电器件。该器件充分利用薄膜材料面内最佳热电性能方向，通过器件内外温差获得热-电性能转换，在电极两端产生电势差，实现发电。该微型柔性热电器件在温差为4 K时，输出电压为4.8mV，最大输出功率达2.6×10-9 W，功率密度为3.9×10-9 W/cm2，器件的最小弯曲半径为3mm。这种微型柔性热电器件的制备工艺简单易行、成本低廉，为柔性热电薄膜发电器件的研制提供了新途径。
新能源 2024年05月31日
钼及钼合金在核领域应用研究现状与展望

钼及钼合金在核领域应用研究现状与展望

摘要:核能系统苛刻的服役环境对核用材料提出了极高的要求。钼及钼合金因其优异的高温力学性能、较低的热膨胀系数、良好的导热性与液态金属相容性以及相对低的中子捕获界面，使其成为满足新一代核能技术发展的重要候选材料。本文综述了几种典型的钼和钼合金的力学性能及其在核反应堆环境下的应用、抗腐蚀性能和抗辐照性能研究现状，展望了本领域需要进一步关注的热点问题，期望为满足核领域不同用途钼及钼合金的成分、组织、性能设计研究提供思路。
新能源 2024年05月05日
2023 年镁基储氢材料研究热点回眸

2023 年镁基储氢材料研究热点回眸

摘要：2023年，镁基储氢材料及其固态储运氢技术研发与应用发展迅猛，热点频现，出现了诸多显著成果。在材料设计开发方面，通过多种改性手段有效改善了镁基储氢材料的热/动力学性能，实现了材料在近室温条件下吸氢，200℃以下放氢，循环寿命也在不断提升。在工程应用方面，全球首台吨级镁基固态储运氢车问世，多个示范应用项目与材料生产线开始落地建设。社会各界都在关注并积极推动镁基储氢材料与系统的研发，努力探索潜在的产业应用。根据镁基储氢材料的催化改性、纳米化改性、合金化改性、系统装置开发和示范应用五大方向，总结了2023年国内外镁基储氢材料的重要进展，探讨了镁基储氢材料在氢储运、氢储能和固体氧化物燃料电池发电等领域的应用场景，展望了镁基储氢材料在2024年所面临的机遇与挑战。
新能源 2025年01月24日
锂离子电池负极材料技术现状和发展趋势

锂离子电池负极材料技术现状和发展趋势

摘要：锂离子电池在动力电池、消费电子和储能领域应用广泛。负极材料是锂离子电池的重要组成部分，其性能决定了锂离子电池的储能容量、能量密度以及安全性、循环性、倍率性。文中简要概述了锂离子电池的组成和工作原理，归纳总结了负极材料的分类及特点，对石墨负极材料进行了详细介绍，包括其原材料的生产工艺和石墨化过程等，并研判了石墨负极材料的市场需求及技术发展趋势。
新能源 2025年04月18日
锂离子电池富锂锰基正极材料面临的挑战及解决方案

锂离子电池富锂锰基正极材料面临的挑战及解决方案

摘要：随着消费类电子、电动汽车和储能等领域的迅猛发展，亟需提升以锂离子电池为代表的二次储能设备的能量密度，而正极材料是提升锂离子电池能量密度的关键。富锂锰基层状氧化物正极材料(LRM)因具有极高的理论比容量(>350 mA·h·g‒1)和可逆比容量(>250 mA·h·g‒1)被认为是最有前途的锂离子电池正极材料之一。然而，LRM 正极材料的首次Coulombic效率低、倍率/性能差以及快速的电压和容量衰减等问题，严重阻碍了其产业化应用。本文介绍了LRM正极材料的晶体结构及电化学机理等方面的研究进展，分析了LRM 存在的问题及起因。重点从形貌设计调控、掺杂、包覆、缺陷结构设计、梯度成分设计、层状/尖晶石异质结构构建以及电解液添加剂等方面全面介绍了LRM正极材料的改性策略，以期望为LRM正极的未来发展提供思路和指导，最终促进LRM 正极材料的实际应用。
新能源 2024年05月05日
退役锂离子电池正极材料的直接修复：研究进展、挑战和展望

退役锂离子电池正极材料的直接修复：研究进展、挑战和展望

摘要：伴随着新能源产业快速发展，锂离子电池生产量急剧增加。因为其有限的使用寿命，未来将迎来锂离子电池退役高峰。高效清洁回收退役锂离子电池，打通新能源产业链的最后一环，对于新能源产业的闭环发展至关重要。目前，针对退役的锂离子电池正极材料主要采用固相法(固相烧结、熔盐法等)以及液相法(水热法、电化学法等)进行直接再生。本文从退役锂离子电池的修复方法出发，简述了其前处理工艺与修复过程的关联，重点阐述了修复方法对于退役正极材料的晶相、缺陷、表界面以及电化学性能等方面的影响。最后，针对退役材料的直接修复方法，进行系列展望，旨在为退役锂离子电池正极材料未来直接修复技术提供有意义的指导。
新能源 2025年03月20日
锂离子电池长寿命石墨电极研究现状与展望

锂离子电池长寿命石墨电极研究现状与展望

摘要：商业化锂离子电池使用的负极材料主要是石墨，在未来的一段时间内石墨仍是主要的负极材料。锂离子电池石墨电极在使用或运输过程中常会出现某些失效，这些失效将影响锂离子电池的使用寿命，因此如何延长锂离子电池石墨电极的使用寿命成为重中之重。通过对近期相关文献的探讨，综述了锂离子电池石墨电极主要的失效机理，然后根据石墨电极的失效机理从材料设计与电极设计两个方面来延长石墨电极的使用寿命，最后指出未来长寿命石墨电极的未来发展趋势。
新能源 2024年05月05日
相变储能材料及其应用研究进展

相变储能材料及其应用研究进展

摘要：人类在面临化石能源枯竭的同时，对能量的利用率依然还停留在较低的水平。因此，在大力发展新能源的同时，着力研发节能环保新材料新技术具有十分重要的意义。相变材料（phase-change materials,PCM）是一种节能环保的储能材料，它在蓄热与温控等领域具有大规模商业应用的潜力。本文首先对相变储能材料的基本特征、工作原理以及分类等方面作了简要的介绍；并就相变储能材料在温控与蓄热等领域的应用与发展情况进行了具体的分析，指出了PCM的性能是制约其深入广泛应用的主要技术障碍。在此基础上，详细评述了PCM存在的主要问题以及针对这些问题开展的相关研究工作和最新发展动态，指出通过功能复合等新技术优化材料性能、设计新材料体系、拓展新的应用领域将是相变储能材料未来的主要发展方向。
新能源 2024年05月08日