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固体氧化物电池高熵电极催化剂的发展现状及展望

固体氧化物电池高熵电极催化剂的发展现状及展望

摘要：固体氧化物电池(SOCs)作为高效、清洁的能源转换装置，能够实现化学能和电能的高效可逆转化，在分布式发电、工业余热利用及低碳能源系统中展现出战略价值。然而，传统电极材料中电催化活性与稳定性的相互制约、高温下的元素偏析与界面退化等问题，严重限制了电池效率与使用寿命。近年来，高熵工程通过高构型熵诱导的高熵效应、晶格畸变效应、迟滞扩散效应及鸡尾酒效应，为突破电极材料性能瓶颈提供了新途径。本文综述了近年来报道的高熵SOC电极，进一步阐述了高熵材料四大效应对SOC电极反应的催化活性、离子/电子传导能力及长期运行的结构稳定性的影响机制。基于此，本文指出通过多主元设计实现界面反应动力学以及热-机械稳定性的协同提升是高熵SOC电极设计的关键。本文系统总结了高熵电极材料在提升SOC关键性能方面的研究进展，突出了其在增强电极活性、抗毒化能力及热稳定性方面的潜力，并就未来研究所面临的核心挑战与发展机遇进行了探讨。
新能源 2026年03月23日
过渡金属磷化物基材料在电催化析氢中的改性策略：现状及展望

过渡金属磷化物基材料在电催化析氢中的改性策略：现状及展望

摘要：氢能作为一种零碳燃料，被认为是替代化石能源的理想能源。电催化析氢(HER) 是一种绿色环保技术，可以裂解水分子制备氢气。因此开发低廉高效且稳定性好的非贵金属催化剂对于解决能源危机和可持续发展尤为重要。过渡金属磷化物(TMPs) 具有良好的导电性、多变的化学组成、丰富的储量和稳定的理化性质，是HER 反应重要的催化剂之一。本文首先介绍了HER 反应机制及TMPs 的结构特点，然后总结了TMPs 的合成方法包括液相合成法和气-固合成法等，接着重点分析了现有TMPs 的改性策略如形貌调控、缺陷调控、元素掺杂和界面复合，最后对未来TMPs 的发展方向提出了展望。
新能源 2024年10月30日
石墨烯基二氧化碳还原电催化材料研究进展

石墨烯基二氧化碳还原电催化材料研究进展

摘要：通过电化学方法来减少二氧化碳（CO2），同时生产燃料和高附加值化学品，是一种克服全球变暖问题的有效策略，对于缓解能源和环境的双重压力具有重要的现实意义。由于CO2 稳定的分子结构，设计高选择性、高能效和低成本的电催化剂是关键。石墨烯及其衍生物因其独特且优异的物理、力学和电学性能，相对较低的成本，使其在CO2 电还原方面具有竞争力。此外，石墨烯基材料的表面可以通过使用不同的方法进行改性，包括掺杂、缺陷工程、构建复合结构和包覆形状。首先，本文综述了电化学CO2 还原的基本概念、评价标准，以及催化原理和过程。其次，简要介绍了石墨烯基催化剂的制备方法，并按照催化位点的类别，总结了石墨烯基催化剂近年来的研究进展。最后，对CO2 电还原技术未来发展方向进行了探讨与展望。
新能源 2025年01月10日
相变材料储热在通信基站节能中的应用进展

相变材料储热在通信基站节能中的应用进展

摘要: 在当今推动“碳中和”战略目标实现的背景下,用于通信基站节能的功能材料的研发具有重要意义。鉴于相变材料(phasechangematerials,简写为PCM)在储热方面的独特优势,对PCM 的种类和它们各自的优缺点进行了罗列;针对3种不同应用场景的通信基站,全面综述了PCM 储热在基站节能中应用的进展;从促进PCM储热在基站节能中普及的角度,介绍了PCM 的导热率提升、封装技术、热循环稳定性提升方面的代表性研究成果。将为通信基站节能和PCM 储热领域的未来研究方向提供参考。
新能源 2024年04月01日
钠离子电池硫酸铁钠正极的关键问题及设计策略

钠离子电池硫酸铁钠正极的关键问题及设计策略

摘要：钠离子电池具有资源丰富和低成本优势, 是锂离子电池的有益补充, 有广阔的应用前景. 正极材料是关系钠离子电池成本的关键, 因此开发低成本、高性能的正极材料对推动钠离子电池应用具有重要意义. 具有Alluaudite 型三维框架的硫酸铁钠正极材料不仅结构稳定、能量密度高, 且其原料来源广泛、环境友好, 是一种有竞争力的低成本钠离子电池正极材料. 然而, 硫酸铁钠材料面临着本征电导率低、界面性质活泼以及合成过程中容易出现杂相等问题, 限制了其在大规模储能体系中的应用. 本综述从材料晶体结构、钠离子脱嵌机制出发, 总结了其合成方法以及所面临的关键问题, 并从非化学计量比设计、元素掺杂、碳层包覆等角度详细概述了其改性策略, 最后介绍了该材料的产业化进程. 本综述为进一步提升硫酸铁钠的电化学性能提供了设计策略, 有望推动其商业化应用进程.
新能源 2026年03月19日
大面积有机-无机杂化钙钛矿薄膜及其光伏应用研究进展

大面积有机-无机杂化钙钛矿薄膜及其光伏应用研究进展

摘要: 有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池具有制备成本低、光电转换效率(Photoelectric Conversion Efficiency, PCE)高的巨大优势, 显示出广阔的商业化前景。经过十几年的深入研究, 钙钛矿太阳能电池(Perovskite Solar Cells, PSCs)的实验室器件(＜1 cm2)、大面积器件(1~10 cm2)、迷你模组级器件(10~800 cm2)和模组级器件(＞800 cm2)的最高认证PCE已分别提升至26.10%、24.35%、22.40%和18.60%。随着PSCs 面积扩大, PCE 急剧下降, 这主要是因为制备方法的局限性，难以获得高质量的大面积钙钛矿薄膜。实验室器件常采用的旋涂法难以应用到实际生产中, 目前大面积钙钛矿薄膜的制备方法主要有刮涂法和狭缝涂布法, 但其存在薄膜成核结晶过程难以精确控制等问题。本文从大面积有机–无机杂化钙钛矿薄膜的制备方法入手, 介绍了大面积钙钛矿层成膜机制及薄膜质量提升策略。最后, 对未来高PCE、高稳定性的大面积PSCs 的制备技术和应用进行了展望, 旨在对高性能的大面积PSCs 研究提供有益参考。
新能源 2024年10月25日
钙钛矿组分和结构设计及其发光二极管器件性能研究进展

钙钛矿组分和结构设计及其发光二极管器件性能研究进展

摘要：有机-无机杂化钙钛矿发光二极管(LED)的性能在短短几年时间内飞速提升, 近红外光器件的效率已达21.6%,绿光器件效率也达到20.3%, 达到可以和商业化的有机发光二极管媲美的水平; 即使是稍有逊色的稳定性方面也有很大进展, 报道的最长器件半衰期已达到250 h. 器件性能的飞速提升得益于钙钛矿本身优异的光电性质, 而且通过丰富的化学手段可进一步对钙钛矿材料的组分和结构进行调控, 从而优化器件性能. 本综述从组分设计、缺陷钝化和界面修饰的角度出发, 重点分析了组分和结构设计对钙钛矿LED器件效率和稳定性的影响, 最后对钙钛矿发光二极管的未来发展进行展望.
新能源 2024年12月26日
退役锂离子电池正极材料直接回收的研究现状和展望

退役锂离子电池正极材料直接回收的研究现状和展望

摘要：随着全球各国大力发展新能源汽车产业，以锂离子电池（LIBs）为主的动力电池数量急剧增长。然而，LIBs的使用寿命有限，早期装机的LIBs在近几年已达到其退役要求。大量的退役电池亟需有效地回收处理，否则会对环境和人类造成危害，同时导致贵金属资源的流失。传统的电池回收技术以火法和湿法回收为主，能够实现对退役LIBs各种成分的精细化回收及再利用，但通常污染大、能耗高、回收周期长。因此，亟需开发绿色、节能、高效的LIBs回收技术。近年来，新兴的电池材料直接回收技术因工艺简单、碳排放少、能耗低、回收周期短等优势而备受关注。综述了目前主流的正极材料直接回收技术及其优缺点，分析了其在低成本、低能耗等方面的贡献，并对正极材料的功能化及LIBs闭环回收的最新进展做了介绍。最后，展望了退役LIBs正极材料及其他组分回收再利用的前景和发展趋势，旨在为电池回收领域研究提供参考。
新能源 2024年03月05日
离子液体在锂金属电池中的应用

离子液体在锂金属电池中的应用

摘要：锂金属电池由于其高能量密度成为下一代电池技术研究的焦点。然而，锂金属电池的商业化进程受到一系列挑战的限制，包括锂枝晶形成、体积效应和SEI破裂等问题。离子液体由于其独特的物理和化学特性，成为解决这些问题的重要候选材料。尽管离子液体在锂金属电池中展现出巨大的应用潜力，但仍存在成本高、黏度大等一系列问题亟须解决。未来的研究应致力于开发新型的低成本、高性能的离子液体，并进一步理解其在电池中的作用机制。此外，结合先进表征技术和理论计算，深入探讨离子液体在锂金属电池中的动态行为和界面现象，将有助于推动其实际应用。本文综述了锂金属电池研究与发展过程中所涉及的安全问题，以及离子液体在作为电解液和固体电解质时在锂金属电池中应用的研究进展。
新能源 2026年03月12日
高温相变储热材料制备与应用研究进展

高温相变储热材料制备与应用研究进展

摘要：面向工业领域蒸汽供热需求，大力发展高温相变储热技术，有效调节电网峰谷负荷，有力促进电能替代，助力实现“碳达峰、碳中和”目标。本文通过对近期相关文献的回顾，首先介绍了相变材料优选原则与方法，其次介绍了高温相变材料的分类，着重阐述了盐基高温复合相变材料的最新研究动态，包括金属泡沫/无机盐、石墨泡沫/无机盐、膨胀石墨/无机盐、多孔陶瓷/无机盐复合相变材料和黏土矿物/无机盐相变复合材料，指出高温复合相变材料可以改善无机盐低热导率和热稳定性、腐蚀密封材料等问题。然后总结了高温相变材料的制备方法，指出浸渗法、溶胶-凝胶法、冷压烧结法在实际应用中各有利弊，相比之下，冷压烧结法是制备盐基复合材料最具成本效益的方法。最后重点介绍了高温复合相变材料在工业过程余热回收、电力调峰、太阳能热发电三个领域的应用现状，为研究不同场景下蒸汽型高温相变储热系统容量配置和经济评估方法提供了理论基础。
新能源 2024年05月05日