新能源用钢管的应用现状、需求分析及思考
摘要：“双碳”战略下新能源及相关产业发展给钢管带来新的应用场景，对钢管的功能和性能提出新的需求。聚焦于碳捕获、利用与封存技术领域中的CO2输送用管、氢能领域中的氢气输送用管和储能领域中的盐穴压缩空气储能用注采管，总结了新能源用钢管的应用现状和研究进展，分析了各领域用管需求，并就“双碳”背景下新能源用钢管的基础理论研究、关键技术开发和标准体系建设等方面进行了思考，提出了建议。
储氢技术研究现状及进展
摘要：储氢环节是连接氢生产到应用的桥梁，也是高效利用氢能的基础。高压气态储氢技术最成熟、应用最广泛，研制轻质、高压、耐腐蚀性强、稳定性好的储氢容器将是未来高压储氢的研发热点。固态储氢是利用固体材料吸附方式实现氢的存储，主要包括金属材料、复合氢化物、碳基材料、有机框架储氢材料、无机多孔储氢材料等。从储能密度角度看，低温液态储氢是一种十分理想的储氢方式，但也存在能量损失大、成本高昂等问题。有机液态储氢具有储氢密度大、安全性好、载体可循环使用等显著优点，被认为是最有希望实现大批量、远距离氢储运的重要方式之一，甲基环己烷(MCH)、二苄基甲苯(DBT)、N-乙基咔唑(NEC)、甲醇/甲酸等是当前有机物储氢介质的研究热点且具有商业化前景。目前有机液态储氢还存在脱氢效率低、能耗大、氢纯度不足等问题，大部分技术仍处于研究或初期示范阶段。短期内高压气态储氢仍是储氢方式的主流选择。中期内发展的重点是有机液态储氢和固态储氢，低温液态储氢主要应用在大批量、长距离的特殊储运场景。长期来看，融合多种储氢方式的优点，开发集成式耦合储氢技术是未来发展的关键，高效、长寿命、经济性好的储氢介质/催化剂体系是未来储氢技术的研究重点。
超超临界电站用含Nb马氏体/奥氏体耐热钢的合金化现状
摘要:为了提高耐热钢的高温强度,在钢中添加微量合金元素是合金设计时的一种有效措施,其中Nb微合金化为耐热钢的主要强化方式,一直是耐热钢研究的热点。围绕Nb的应用,阐述了蒸汽发电机转子用马氏体耐热钢、超超临界锅炉用马氏体耐热钢和奥氏体耐热钢的合金化发展历程及现状。大多数转子用马氏体耐热钢中均含有少量的Nb,尤其近40年来开发的马氏体转子用钢中均含质量分数约为0.05%的Nb;蒸汽轮机中小部件用马氏体耐热钢中一般Nb质量分数约为0.05%~0.25%;蒸汽轮机壳体用马氏体耐热钢中Nb质量分数约为0.05%~0.10%;主蒸汽管道和换热管用T/P91和T/P92钢中Nb质量分数为0.04%~0.25%。在马氏体耐热钢中Nb通常和V复合使用,V含量约为Nb的2~4倍。典型奥氏体耐热钢中Nb的含量比在马氏体耐热钢中高约1个数量级,在奥氏体耐热钢中Nb通常单独添加,或与少量Ti复合添加。整体而言,随电站锅炉蒸汽参数的提高,马氏体耐热钢和奥氏体耐热钢的合金化程度越来越高,钢中合金元素的种类也越来越多;对奥氏体耐热钢而言,控制和改善一次富Nb相的存在形态是未来一定时期的主要研究热点;而随着钢中强化因素的增多,强化因素间的定性/定量作用也可能成为未来的重点研究方向。
锂离子选择性吸附材料的制备与提取应用
摘要：近年来,随着锂电池技术和电动汽车的快速发展和大规模应用,锂资源的市场需求呈现出急剧增长的态势,矿石锂和卤水锂资源开发产量已无法满足市场需求。从地表盐湖卤水、深层卤水等液态资源中提锂具有巨大的市场开发潜力,是当前锂资源开发的重要研究方向。吸附法适用于我国低浓度大体积卤水中锂的提取,而锂离子选择性吸附材料是吸附提锂的核心。本文综述了有机(冠醚)、无机(铝基、锰基和钛基)以及复合型选择性锂吸附材料的制备方法、吸附性能和吸附机理,为研究新型锂吸附材料、克服材料缺陷以及改进吸附剂性能提供参考,以期推动盐湖卤水锂资源高效提取利用的进一步发展。
连续碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料在先进核能领域的发展研究
摘要：先进核能系统的发展对核材料在多场耦合极端环境中的服役稳定性提出了更高要求。连续碳化硅纤维增强碳化硅（SiCf/SiC）陶瓷基复合材料具有低密度、高温力学性能优异、抗腐蚀、耐辐照等优点，且在外力作用下呈现“假塑性”断裂行为，被视为先进核能系统中极具应用前景的新型结构材料。本文首先从材料级、构件级、服役性能三个层面系统总结了核用SiCf/SiC复合材料的基础研究体系，分析了美国、法国、日本等传统核电强国，其他新兴核电国家和我国在核用SiCf/SiC复合材料领域的发展趋势，梳理了我国核用SiCf/SiC复合材料在原材料、数据积累和专利标准等方面存在的问题与发展面临的挑战，针对性地提出了相关措施与建议，包括加强材料制备技术研发、发展研发新范式、强化“产学研用”合作关系、在坚持以我为主的基础上加强国际交流等，以期为我国核用SiCf/SiC复合材料领域的研究方向及决策制定提供参考。
面向未来储能的水系铜电池
摘要：有机系电池是当前最成熟的储能电池之一, 其中有机锂电池已在市场上得到广泛应用. 然而, 资源短缺、环境污染和安全问题等因素限制了有机系电池的进一步发展, 所以研究与发展新型储能电池有很大的实际意义. 近年来, 水系电池以其安全、生态友好、资源丰富和成本低廉等特点受到人们广泛关注. 从20世纪80年代开始, 已经开发出了多种水系电池, 如水系锌、铜、铝、铁等, 这些电池所展现出的巨大潜力使其有可能成为未来一代的安全且环保的新型储能电池. 其中水系铜电池由于具有优良的电化学可逆性以及特殊的变价化学反应而引起人们的广泛兴趣. 本文从铜正极和铜负极的角度来阐述水系铜电池的研究进展, 旨在为水系铜电池的未来储能应用提供参考.
热基锌铝镁镀层材料在光伏支架领域的应用
摘要：锌铝镁镀层钢板产品是在传统热镀纯锌镀层产品的基础上，在镀液中添加适量的Al、Mg以及其他微量合金元素得到的合金镀层产品。因其具有良好的耐腐蚀、耐磨损、切口自愈能力和低摩擦因数等特性，在众多领域具有巨大应用前景。本文从光伏支架中钢材的使用现状出发，对热基锌铝镁材料的发展和应用现状进行综述，分析了热基锌铝镁材料在光伏支架中应用的优势和的可行性，发现热基锌铝镁材料直接采用酸洗后的热轧板为原料，可生产规格更厚的产品，更好地满足光伏行业的需求。
可逆固体氧化物电池电极材料的研究进展
摘要：可逆固体氧化物电池电极材料在应对能源挑战和降低环境污染方面具有重要作用。文章介绍了固体氧化物燃料电池和电解电池的工作原理及它们结合成可逆固体氧化物电池的优点。着重讨论了电极材料选择对电池性能的重大影响，并深入分析了钙钛矿氧化物材料在氧电极氧还原/氧析出反应动力学提升方面的作用。此外，探讨了采用掺杂、离子缺陷引入、合成方法改进以及机器学习等策略来优化电极性能。同时，指出了燃料电极在不同运行模式下面临的挑战，如结构劣化和碳沉积等，为高效、稳定的可逆固体氧化物电池发展提供了新视角和方法。
磷酸铁锂正极材料的研究现状
摘要：磷酸铁锂正极材料具有比容量大、安全性高、性价比高以及循环寿命长等优点，被认为是最具应用前景的锂离子电池正极材料之一。论述了橄榄石型磷酸铁锂的晶体结构特征以及充放电反应机制，综述了近年来采用葡萄糖、活性碳和石墨烯等不同的碳源进行碳包覆, 硫离子、镁离子、镍离子、氟离子、钒离子、钠离子和银离子等不同金属离子和非金属离子进行离子掺杂以及蒸发诱导自组装法、碳热还原法和喷雾干燥法等不同合成方法进行材料纳米化等改性方式对锂离子电池磷酸铁锂正极材料的影响。最后简要分析了目前改性方法仍存在的问题，并对其前景进行了展望。
光伏跟踪支架檩条结构高刚性轻量化设计
摘要:在太阳能光伏跟踪支架系统中,冷弯型檩条结构被用于支撑光伏板,安装位置介于主梁与边框之间。首先构建以结构柔顺度最小为设计目标、单元相对密度为设计变量、体积与一阶固有频率为约束的拓扑优化数学模型,基于SIMP法获得檩条结构的最优布局构型,在此基础上,对拓扑优化构型进行工程化设计,并制造加工出相关结构。然后根据太阳能光伏跟踪支架实际服役于不同风速荷载下的环境,设计分步测试载荷工况,分别对优化前后的檩条结构进行静动态仿真分析,由仿真结果可知优化后的檩条结构在抗弯、抗扭性能以及固有频率方面均得到了提高,从而验证了优化设计方法的有效性。最后采用实验测试方法对优化设计后的檩条结构性能进行验证。研究结果表明,在机械性能明显增强的前提下,檩条结构实现了减重8.8%。
