质子交换膜电解水技术关键材料的研究进展与展望

摘要：氢是碳中和能源系统的重要组成部分，为重工业和长途运输等难以脱碳的行业提供了一种可替代路径。可再生能源电解制氢是最可持续的制氢技术，为整合间歇性可再生能源提供了额外的灵活性，并可以作为季节性储能。质子交换膜(PEM)电解水技术具有电流密度高、运行压力高、电解槽体积小、整体性和灵活性好等优势，与波动性较大的风电和光伏有很好的适配性，但目前的主要挑战之一是其成本较高。本文对PEM电解水技术的成本组成及应用现状进行了总结，并详细分析了PEM电解槽中的关键材料、制备工艺及组件制造的研究进展。研究认为，通过新型的结构设计、制备策略和制造技术，可以提升贵金属催化剂的活性和利用率，减少膜厚度以降低欧姆极化，降低双极板的原料和加工成本，改善电解槽的结构设计和组装。最后提出了未来PEM电解水技术的研发方向和目标，通过材料性能的技术创新、组件制造工艺的优化、电解槽生产规模的扩大，能显著降低PEM电解水设备的成本，加速PEM制氢的规模化发展。

新能源 2024年05月05日 1 点赞 0 评论 109 浏览

钙钛矿太阳能电池中顶电极的研究进展

摘要：继硅基太阳能电池之后，又迅速崛起了一个有机－无机杂化钙钛矿太阳能电池（Perovskite solar cells,PSCs），目前它认证的最高光电转换效率（Photoelectric conversion eddiciency,PCE）已经达到25.5%，被认为是最具有应用前景的新型太阳能电池，其中，顶电极是钙钛矿太阳能电池的重要组成部分。主要阐述了顶电极材料的研究进展，综述了金属电极和碳电极的界面调控和改性处理，提出了金属电极和碳电极材料的优势与挑战，并对顶电极在低制造成本和长期稳定性的应用方向进行了展望。

新能源 2024年05月06日 1 点赞 0 评论 246 浏览

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。

新能源 2025年02月21日 1 点赞 0 评论 155 浏览

“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 1 点赞 0 评论 194 浏览

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 1 点赞 0 评论 264 浏览

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 0 点赞 0 评论 87 浏览

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 1 点赞 0 评论 235 浏览

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 1 点赞 0 评论 133 浏览

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 1 点赞 0 评论 189 浏览

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 1 点赞 0 评论 123 浏览