氢储运技术的发展现状、挑战及未来方向
摘要：氢储运技术是氢能产业链中的一个至关重要的环节，可能成为未来新的百亿级产业。目前主流技术包括高压气态储氢、低温液态储氢和低压固态储氢，另外有机液态储氢也在应用示范阶段。文章总结了近年来氢储运技术的研发及应用进展，分析了面临的困难与挑战，展望了未来的研发方向。总体而言，氢储运技术发展前景广阔，但仍需在降低成本、提高效率、确保安全性和提高国产化率等方面不断突破，以推动氢能产业快速发展。
能源存储与转化用微纳超结构碳：现状与建议
摘要：碳材料作为电极材料或关键组分在诸多能源存储与转化器件中发挥着不可或缺的作用。然而，传统碳材料存在的结构单一、富含缺陷和织构无序等问题严重制约了相关器件性能的提升，难以满足新能源和电动汽车产业的快速发展需求。针对上述问题，文章提出了微纳超结构碳的概念和设计思想，采用结构纳米化、复合化、有序化设计和功能导向组装，构建碳材料跨越“纳−微−宏”的多层次孔道、多尺度网络、多组分界面，获得具有“精准定制、层次有序、厚密联通、多相耦合”基本特征的微纳超结构碳。同时，文章全面综述了微纳超结构碳材料在能源存储与转换器件中应用的国内外最新研究进展，涵盖了锂/钠离子电池、超级电容器、固态电池、水系电池以及氢能转换技术等关键领域，并对未来储能用碳材料的发展方向和应用模式作出展望。
氢能运输方式与技术发展现状及挑战
摘要：在能源结构转型及新能源革命的背景下，氢能由于具有清洁高效、来源丰富及用途广泛等优点，得到广泛的重视与发展。作为连接氢能供应端和需求端的核心纽带，氢能运输是氢能规模化及商业化应用的关键环节。构建成熟的氢能运输技术体系并完善相关基础设备设施建设，是氢能产业发展亟须解决的关键核心问题。基于此，文章综述了氢能运输发展的现状，明确了管道运输在氢能运输技术中的突出作用，在此基础上总结提炼了氢能运输发展所面临的关键科学与技术问题，并从材料、工艺、设备、风险评估、标准规范制定及战略发展规划等方面对未来氢能运输的发展提出了相关建议。
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。
锰基锂离子电池材料界面调控策略的研究进展与挑战
摘要：锰基锂离子电池材料因其资源丰富和成本优势，成为实现规模化储能应用的关键候选体系。锰基锂离子电池材料的发展历经三个阶段：早期研究聚焦于材料本征缺陷的识别，如尖晶石结构的Ｊａｈｎ-Ｔｅｌｌｅｒ畸变、层状材料的氧流失问题，揭示了锰溶解和相变引发的循环衰减机制。当前研究重心转向界面工程策略，通过表面包覆、离子掺杂及异质结构设计等多重手段协同优化电极/电解质界面稳定性，显著提升了材料在高电压下的结构完整性。近期趋势表明，先进原位表征技术与理论计算的结合，正推动界面动态演变机制的深入解析。但仍存在关键挑战：全固态电池中界面阻抗的调控尚未突破，极端工况（高温/高倍率）下的长效稳定性不足，以及缺乏普适性的界面设计理论模型。未来的研究可致力于开发仿生自适应界面层以应对复杂电化学环境，融合机器学习优化多尺度界面设计，并探索高兼容性固态电解质体系，从而推动锰基材料在下一代高安全、高能量密度储能系统中的实际应用。
载运工具用燃料电池空气压缩机技术综述
摘要:从性能需求与技术现状等角度,综述了载运工具用燃料电池空气压缩机的研究进展,总结了离心式空气压缩机的关键部件参数优化设计、机电耦合控制、加工制造和性能测试等技术,并展望了燃料电池空气压缩机技术未来的发展方向.研究结果表明:燃料电池空气压缩机需满足大流量与快速响应等要求;当前,两级离心式空气压缩机流量与压力等特性可满足5~350kW 燃料电池系统供氧需求,最高转速可达1.0×105r•min-1,零转速到怠速的响应时间为秒级;叶轮、扩压器、箔片气体动压轴承等关键部件的参数可采用优化算法进行设计以提高空气压缩机气动性能;为降低驱动电机的转速与转矩波动,离心式空气压缩机机电耦合控制可采用电流环解耦控制和无传感控制等方法以提高空气压缩机的动态响应能力;为保证离心式空气压缩机高速运转下的气动性能和系统稳定性,高精度三元叶轮加工主要通过五轴数控机床铣削实现,箔片气体动压轴承的涂层常采用固体润滑与等离子喷射工艺;燃料电池空气压缩机还需开展流量、压比、效率等特性与启停、寿命等耐久性的指标测试以综合评价其性能;目前,空气压缩机气动性能测试标准与试验方法较为完备,但耐久性相关的测试和评价方法还需进一步完善;未来,随着对可持续交通解决方案需求的不断增长,载运工具用燃料电池空气压缩机技术将朝着集成轻量化与智能化等方向发展.
海水直接电解制氢体系阴极碱垢的形成机制及抑制策略
摘要：氢能是未来能源的理想载体，传统的化石燃料重整制氢方式不能从根本上解决碳排放问题，海水直接电解制氢是未来极具发展前景的新型制氢方式。相比于传统基于纯水的电解制氢技术，天然海水在成分上更复杂，电解过程中发生的副反应更多，对电极材料、电解槽结构设计等提出了更高要求。阳极析氯反应（CER）及阴极钙镁离子沉淀反应是海水直接电解技术面临的两大挑战。近年来已有大量文献报道CER的发生机理及抑制方法。相比之下，针对阴极钙镁离子沉积问题的机制及抑制策略讨论较少。在实际电解制氢过程中，阴极表面因钙镁离子沉积导致的电极传质阻力增大、电解效率降低等问题需重点关注。为此，本文从电极表面钙镁离子沉淀的形成机制出发，介绍了直接电解海水制氢的基本原理、面临的挑战，并对近年来针对阴极无机沉淀的抑制策略的研究进行了总结。最后，本文对未来海水直接电解制氢的研究方向进行了展望。
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。
镁基储氢材料纳米化研究进展
摘要：氢能被认为是一种可替代化石燃料，是实现碳减排目标的理想载体。 高性能储氢材料的开发、利用和改性是氢能经济发展的关键。 氢化镁（MgH2）具有质量储氢密度高、成本低廉和环境友好等特点，在固态储氢材料领域备受关注。 然而，MgH2缓慢的吸/放氢动力学性能和高的热力学稳定性在一定程度上限制了其实际应用。 近年来，大量研究工作聚焦于镁基储氢材料的热/动力学改性，并取得了大量成果。 通过回顾国内外相关文献，综述了改善镁基固态储氢材料储氢性能的最新研究进展，着重介绍了纳米化研究方法对Mg/MgH2体系不同维度纳米结构的研究现状，旨在为开发性能卓越的先进镁基氢储存材料提供见解和指导。
全固态锂硫电池固态电解质研究进展
摘要：全固态锂硫电池利用固态电解质替代有机液态电解液,有望从根源解决液态锂硫电池穿梭效应,同时,可以改善锂硫电池循环稳定性、能量密度和安全性能,实现高比能、高安全、低成本全固态锂硫电池,推动新能源产业发展。然而,将传统液态电解液的固态化,带来了电解质/电极界面物理接触不佳、化学/电化学稳定性差、固态电解质电导率低等系列关键科学问题。针对以上问题,重点围绕近５年内聚合物和硫化物固态电解质在全固态锂硫电池中的最新研究动态及未来发展趋势,综合讨论了固态电解质电导率、电解质/电极界面稳定性等问题对全固态锂硫电池性能的影响及其改性策略,并对全固态锂硫电池的设计进行展望,为高比能、高安全锂硫电池发展提供重要参考。
