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生物质炭材料作为金属空气电池阴极的研究进展

生物质炭材料作为金属空气电池阴极的研究进展

摘要：金属空气电池作为高效的能源转换与存储装置，受到人们广泛关注。然而，阴极反应动力学缓慢及贵金属高昂的成本等一系列问题严重制约了金属空气电池的实用化进程。生物质炭材料因其特殊的电化学性能、环境效益和经济价值，已成为开发高性能金属空气电池阴极材料的重要选择。近年来，生物质炭材料在材料制备和微观结构设计等方面取得了较大进展。本文综述了生物质炭材料在金属空气电池阴极应用的最新研究进展，并从反应机理、合成策略和多维结构（一维、二维和三维）的角度深入阐述其对电催化性能的影响。最后，进一步讨论了生物质炭材料面临的挑战和未来的发展方向。这篇综述为生物质炭材料的结构设计提供了新的视角，旨在为开发高效、廉价和稳定的金属空气电池阴极催化剂提供参考和借鉴。
新能源 2025年01月13日
可充电锌离子电池共晶电解液的研究进展

可充电锌离子电池共晶电解液的研究进展

摘要: 可充电锌离子电池(RZIBs)因高安全性、低成本以及环境友好等优势广受关注。但传统水系电解液中水的高活性导致锌负极在循环过程中面临着枝晶和副反应问题,限制了RZIBs的发展。共晶电解液通过氢键和配位效应调节Zn2+ 离子溶剂化结构中水分子数量,有效解决了上述问题。此外,其具有合成简单、无腐蚀性和环境友好等优势,在RZIBs领域备受关注。介绍了共晶电解液的基本原理和定义,然后重点阐述了共晶电解液在RZIBs中的应用现状,最后对共晶电解液的发展前景进行了展望,为制备出优异的共晶电解液提供了重要思路。
新能源 2024年04月01日
“双碳”目标下中国工业部门氢能需求量测算及供给结构路径优化

“双碳”目标下中国工业部门氢能需求量测算及供给结构路径优化

摘要：在推进“双碳”目标实现的过程中，中国的能源系统迫切需要加快转型。工业部门由于其特有的对传统化石能源燃料和原料的依赖，发展过程中存在大量难减排的行业，氢能以来源丰富、绿色低碳、应用广泛等优势为工业部门提供了一条切实可行的深度脱碳路线。为此，构建了3 阶段模型框架，测算了中国工业部门重点行业氢能需求量，最后探讨了氢能供给结构的优化路径。研究结果显示：①工业部门用氢主要集中于钢铁、水泥、甲醇及合成氨等难以通过电气化实现脱碳的关键行业；②从需求侧来看，在参考情景、低渗透情景及高渗透情景下，2060 年工业部门的氢能需求量分别为2 509.1×104 t、5 037.8×104 t、6 865.7×104 t ；③从供给侧来看，氢能供给结构将从以化石能源为主的灰氢逐步过渡到以可再生能源为主的绿氢；④随着绿氢的应用比例增高，预计在2020—2060年期间，氢能可累计替代煤炭41.7×108 t 标准煤、石油11.3×108 t 标准煤，累计碳减排贡献比例有望达16.7%。结论认为，中国工业部门减少化石能源需求量和碳排放量需要重点依托绿氢产业的高质量发展。
新能源 2024年10月28日
锂离子电池正极材料磷酸锰铁锂的研究进展

锂离子电池正极材料磷酸锰铁锂的研究进展

摘要：目前市场上主流的锂离子电池正极材料磷酸铁锂的能量密度几乎达到了极限，而磷酸锰铁锂有望打破这一瓶颈。以磷酸锰铁锂作为正极材料的锂离子电池具有高电压、高能量密度以及更好的低温稳定性等优势。本文阐述了磷酸锰铁锂的结构和性能特点，并介绍了磷酸锰铁锂制备方法研究的最新进展，讨论了这些方法存在的不足，最后展望了磷酸锰铁锂未来的发展方向和应用前景。
新能源 2025年01月06日
超长稳定的混合阳离子钙钛矿太阳能电池性能优化研究

超长稳定的混合阳离子钙钛矿太阳能电池性能优化研究

摘要: 钙钛矿太阳能电池(PSCs)发展迅速, 其能量转换效率(PCE)被一再刷新, 但长期稳定性还有待提高。目前大部分高效率钙钛矿太阳能电池在惰性气体环境中完成制备, 成本高且操作空间有限, 不利于产业化应用。本研究成功在空气中制备了具有超长稳定性的混合阳离子钙钛矿太阳能电池,系统探究了A位阳离子掺杂对钙钛矿微观结构、光电性能以及稳定性的影响。实验结果表明, 掺杂FA+和Cs+可以提高钙钛矿薄膜质量, 优化钙钛矿/SnO2的能级排列, 抑制载流子复合, 显著提高器件的光电转换效率、长期以及湿热稳定性。Cs0.05MA0.35FA0.6PbI3电池的最佳PCE为19.34%, 在(20±5)℃, 相对湿度
新能源 2024年03月05日
光催化还原二氧化碳全反应的研究进展

光催化还原二氧化碳全反应的研究进展

摘要： 通过光催化将二氧化碳(CO2)还原为可持续的绿色太阳能燃料是同时解决环境问题和能源危机的极具前景的方案.尽管迄今为止已经进行了广泛的研究, 但实现高转化率、高选择性和高稳定性的光催化二氧化碳还原仍有许多障碍.如将水作为电子供体而非牺牲试剂, 能够使反应的吉布斯自由能变ΔG>0,这对于真正实现理想化的人工光合作用至关重要, 但同时也会为光催化还原CO2体系带来更多的挑战. 我们首先简要介绍了光催化还原CO2的机理与挑战, 而后根据目前光催化还原CO2在无牺牲剂体系中出现的问题总结了对应的策略以及最新的研究进展,包括能带结构的调整、助催化剂的负载、异质结的构建、MOFs与COFs材料的设计等方面, 最后对目前仍未解决的问题以及未来实现工业化应用的阻碍进行了总结.
新能源 2024年12月23日
普鲁士蓝类钠离子电池正极材料研究进展

普鲁士蓝类钠离子电池正极材料研究进展

摘要：近年来，随着储能技术的快速发展，钠离子电池因为资源丰富、环境友好、成本低廉，成为电化学储能技术研究热点；而其正极材料是制约钠离子电池应用的关键因素之一。普鲁士蓝类正极材料具有开框架结构，有利于钠离子的快速迁移，这种结构使其具有良好的电化学性能。本文简要介绍了普鲁士蓝类化合物及其复合材料在水体系和有机体系钠离子电池中的研究情况。普鲁士蓝类正极材料由于制备工艺简单，结构稳定，是极有潜力的钠离子储能材料。
新能源 2024年05月05日
钠离子电池生物质基硬碳负极材料的研究进展

钠离子电池生物质基硬碳负极材料的研究进展

摘要：具有成本优势的钠离子电池被认为是锂离子电池的有益补充，而电极材料的性能是决定钠离子电池能否实现大规模应用的关键因素之一。负极材料方面，硬碳材料具有碳源易得、制备方法灵活、结构可调控性高等优点，极具商业化应用潜力。在硬碳材料的众多前驱体中，生物质因来源丰富、成本低廉等而备受青睐。但生物质基硬碳负极材料的孔结构及表面特性对其嵌脱钠性能影响较大。本文从生物质基硬碳负极的性能影响因素出发，总结了生物质衍生硬碳负极的研究进展，并进一步讨论了钠离子电池生物质基硬碳负极商业化过程面临的挑战和其未来研究方向，对钠离子电池硬碳负极材料的发展具有一定的指导意义。
新能源 2024年12月04日
锂离子电池用纤维素隔膜应用研究进展

锂离子电池用纤维素隔膜应用研究进展

摘要：从天然纤维素隔膜和纤维素复合隔膜两个方面，分别介绍了纤维素应用于电池隔膜的研究进展，并指出未来研究的重点方向是：应用多种改性方式开发高性能复合隔膜，明确改性机理，利用有限元模拟分析优化改性方案。
新能源 2024年05月05日
锂金属负极界面及体相稳定化策略研究进展

锂金属负极界面及体相稳定化策略研究进展

摘要：随着信息化、电动化和新能源技术的快速发展，便携电子、电动汽车和储能设施需要更高能量密度的电化学储能电池，但广泛使用的锂离子电池的能量密度正逐步接近极限，难以满足上述需求。因此亟需发展更高能量密度的电化学体系。锂金属负极具有极高的理论容量（3860mAh·g-1）和最低的氧化还原电势（-3.04V vs SHE），被认为是实现下一代高能量密度电池的理想材料。然而在几十年的发展过程中，锂金属电池较低的循环寿命和安全性问题严重制约了其实用化。本文从锂金属电池的发展历程出发，分析锂金属负极反应活性高、锂枝晶、死锂和体积膨胀等问题及作用机理，并就上述问题分别从界面设计和体相设计方面综述应对策略，包括非原位/原位生成的界面层保护、合金化锂负极以及三维复合锂负极，最后针对实效电池的约束条件、电极串扰及大容量电池的失效机制等实用化锂负极未来发展进行探讨和展望。
新能源 2024年11月26日