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高性能锂硫电池的光辅助策略

高性能锂硫电池的光辅助策略

摘要：锂硫电池因其较高的理论比容量和能量密度等优势被人们所重视，但由于硫物种转化动力学缓慢、“穿梭效应”等问题限制了其商业化进程。对此，研究人员利用光催化效应开发了锂硫电池的光辅助策略，这种新兴的策略不仅能够提高催化剂的吸附和催化性能，还能从热力学和动力学两方面提升电池性能，并通过光充电机制实现太阳能的存储与释放。本文根据最近的研究，详细介绍了光辅助锂硫电池的光电化学原理，讨论了光催化剂和光正极的设计策略，以及光学窗口和封装材料的选择，回顾了光正极的典型配置和光辅助锂硫电池的研究方法，以期引起同业者的广泛关注并为深入理解与改进光辅助锂硫电池提供参考。
新能源 2026年03月13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
高性能铝电池负极设计：挑战与策略

高性能铝电池负极设计：挑战与策略

摘要：由于铝金属具有高体积/质量比容量、高安全和低成本等优势，铝电池成为目前新型电化学储能器件的研究热点之一。高性能电池材料是制约铝电池发展的关键因素，相较于多样的正极材料，铝负极设计是铝电池的共性关键问题。然而，铝负极存在表面钝化、局部腐蚀、枝晶生长等问题，极大影响了铝电池的电化学性能。本文针对上述问题，首先从反应机制角度分析了影响铝负极性能的关键因素，综述近年来铝负极设计改性的重要研究进展，分析可有效改善铝负极性能的重要策略，并探讨其对铝电池电化学性能的优化效应及机理。最后，针对铝负极设计优化的挑战性问题和发展趋势进行展望，为构建高性能铝电池提供参考。
新能源 2026年03月05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
自组装单分子层在反式钙钛矿太阳能电池中的研究进展

自组装单分子层在反式钙钛矿太阳能电池中的研究进展

摘要：钙钛矿太阳能电池以其优异的光电转换效率、低廉的制造成本和简便的制备工艺而备受瞩目，有望成为下一代光伏技术。然而，其长期稳定性问题和潜在的铅泄漏风险严重阻碍了其商业化进程。反式钙钛矿太阳能电池（iPSCs）凭借其优异的稳定性，成为研究热点。自组装单分子层（SAMs）作为一种新型的空穴选择层（HSL）材料，因其定制化的分子剪裁策略和优异的界面调控能力，为解决iPSCs的稳定性和效率问题提供了新的途径。 本文综述了SAMs在iPSCs中的应用进展，详细讨论了SAMs的分子结构设计、沉积方法以及其在能级调控、缺陷钝化和界面改性方面的作用机制。此外，本文还探讨了顺序沉积和共组装（Co-SAMs）策略以进一步提升器件性能。最后，对SAMs技术面临的挑战和未来的发展方向进行了展望，包括大面积制备、长期稳定性提升、成本降低以及新型SAMs分子的设计等。SAMs技术有望推动iPSCs的高效、稳定和低成本商业化，为清洁能源的可持续发展做出贡献。
新能源 2026年04月14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
两步热化学制氢循环材料的研究进展

两步热化学制氢循环材料的研究进展

备国家重点实验室；3.上海电机学院材料学院)摘要：两步热化学循环制氢可以将太阳能转化为化学能，是一种备受关注的零碳能源可持续利用方式。以特定的氧化物为介质，通过热还原和分解水构成的两步热化学循环，分别产生氧气和氢气，不需要进行气体分离。金属氧化物作为两步热化学循环制氢的关键材料，直接影响产氢速率。因此，本文系统地综述了铈基氧化物、铁基氧化物和钙钛矿材料用于两步热化学循环制氢工艺的研究进展。钙钛矿材料产氢效率高，且具有良好的循环稳定性。通过表面改性和创新合成方法调控材料产氢率，以及制备高活性和稳定性的复合材料，是未来两步热化学循环制氢的重要发展方向。
新能源 2026年02月28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
面向冷能高效利用的管道关键技术与挑战

面向冷能高效利用的管道关键技术与挑战

摘要：在“碳达峰、碳中和”战略背景下，冷能作为一种新型绿色能源得到广泛关注和重视。一系列新型冷能利用技术应运而生。然而，目前冷能产业面临利用率低、顶层规划缺乏、关键技术创新不足、规模化应用受限等难题。文章对冷能综合高效利用、低温材料、管道设备等关键技术进行总结与展望。管道系统作为冷能产业的重要基础设施，通过分析其工作状态、潜在风险与失效形式、关键技术等，明确冷能产业管道技术面临的挑战和冷能利用管道技术的发展趋势，提出面向冷能高效利用及其管道发展建议，以期为冷能产业高质量发展、高效稳定运行、安全保障和节能减排提供强力支撑。
新能源 2026年04月03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