摘要：随着全球化石能源逐渐枯竭和温室效应加剧, 人们赖以生存的自然环境遭到了严重破坏, 如何开发新能源或高效的能源转换装置已经成为当前的研究热点. 质子交换膜燃料电池(PEMFCs)作为高效的能源转换装置可以通过电化学反应将氢气(H2)中储存的化学能直接转化为电能, 具有零排放、零污染、转化效率高等优点, 其商业化发展能够有效地缓解当前的能源与环境危机. 由于工作温度差异, PEMFCs分为低温质子交换膜燃料电池(LTPEMFCs)和高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFCs). 贵金属铂(Pt)是PEMFCs中最常用的催化剂材料之一, 然而Pt的抗毒化能力相对较弱, 导致其催化剂稳定性较差. 此外, Pt的低利用率、高成本, 进一步限制了其大规模商业化应用. PEMFCs燃料中存在微量的杂质气体(尤其是一氧化碳(CO)), CO在反应过程中会吸附在催化剂表面而不容易去除, 导致Pt催化剂表面活性位点被毒化. 除了CO的毒化作用, HT-PEMFCs催化层界面由于磷酸(PA)的随机分布也会引起Pt催化剂的毒化问题, 进一步导致催化剂的活性降低. 因此, 开发高效抗毒化Pt基催化剂并探究其抗毒化机制是推动PEMFCs发展的关键. 本文系统地阐述了PEMFCs中Pt基催化剂的毒化问题, 重点讨论Pt基催化剂的设计、合成及其抗毒化机制; 最后, 对PEMFCs中Pt基催化剂的发展与挑战进行探讨和展望.

摘要：柔性钙钛矿太阳能电池作为一种新兴的光伏技术，因优异的光电性能和良好的柔性弯曲特性而受到广泛关注，在穿戴设备、便携式电源等场景中展现出巨大的应用潜力，成为太阳能电池研究的重要方向之一。近年来，国内外研究团队在提升柔性钙钛矿太阳能电池效率、机械弯曲稳定性和延长其工作寿命等方面取得了显著成果。本文介绍了柔性钙钛矿太阳能电池的器件结构，探讨了柔性基底选择、添加剂工程、钙钛矿结晶调控和界面优化等方面所面临的问题与挑战，并总结了提升光电转换效率和稳定性的相关策略。此外，本文还对未来发展方向及性能提升方面提出了展望。

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。

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.

摘要：传统固体氧化物燃料电池(SOFCs)需要保持较高的工作温度，不利于其不同组分的兼容和长期稳定性，这阻碍了SOFCs的商业化进展。若降低反应温度则会带来显著的界面阻力和反应动力学损失，使输出功率降低。最近，单部件燃料电池(SLFC)作为一种新型能源转换装置被提出，与传统三组分SOFCs不同，SLFC的特点是具有一个半导体-离子异质结构材料混合离子导电的均匀层，p-n异质结构和内建电场的存在可以实现电荷分离，提高了燃料电池的稳定性和耐久性，使其在低温下也具备良好的离子电导和电池性能，具有广阔的发展前景。本文对最近几年以来SLFC领域的研究进展做了一个简要的综述，回顾了SLFC中异质结与能带对准隔绝电子的工作原理，研究空间电荷区与晶格应变对界面离子传导的影响，总结了研究者在半导体-离子材料上做出的改进，并讨论了该燃料电池的优势和未来的发展方向。

摘要: 固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell, SOFC)是一种可以将化学能直接转化为电能的能量转换技术，具有效率高、燃料选择灵活、杂质耐受能力强等特点。近年来，人们越来越重视SOFC在移动交通领域的应用。从SOFC的工作原理出发，重点分析SOFC在移动交通领域的应用优势，并介绍SOFC在移动交通中的应用形式，包括作为辅助电力单元和动力系统，并计算出其作为动力系统的油井-车轮(well to wheel, WTW)效率为34%»39%，远高于内燃机(14%»17%) 和电池(27%)，展现了SOFC作为动力系统的巨大潜力。接着，重点讨论SOFC发电系统的研究进展，包括原理性验证、能效提高和作为动力系统的性能研究等。最后, 总结了目前SOFC在移动交通领域的应用现状，并对其应用前景进行展望。 SOFC在移动交通领域有巨大的应用潜力，将为交通领域脱碳开辟新的路径。

摘要：能量密度高、热值大、资源丰富、无污染、可储存、可再生、可燃烧和可发电的氢能， 被誉为21世纪解决能源危机和缓解温室效应的“终极能源”。 MgH2因其较高的理论储氢容量， 有望成为未来车载氢能源载体而备受关注，但其过高的热力学稳定性、缓慢的吸放氢动力学等缺点限制了其工程应用。比表面积高、结构性质可调以及金属离子可高效利用的金属有机骨架（MOFs）材料，在镁基材料储氢性能的改善方面展现出良好的应用前景。概述了MOFs材料对镁基材料储氢性能的催化掺杂改性、纳米限域催化改性，以及MOFs材料的常见制备方法，并对该领域的研究前景进行展望。

摘要：高温质子交换膜燃料电池（HT-PEMFCs）由于具有简洁的水热管理，高的一氧化碳耐受性而具有广阔的应用前景。高温质子交换膜（HTPEMs）作为HT-PEMFCs的核心组件，在很大程度上决定了HT-PEMFCs的性能与使用。本文针对如何改善高温质子交换膜的溶解加工性以及质子传导性进行了综述。主要介绍了主链结构设计、共混、接枝、交联、复合掺杂、膜形态修饰等方法，并提出了目前高温质子交换膜燃料电池所面临的挑战。

摘要：钴酸锂( LiCoO2)因具有较高比容量、高放电平台及压实密度等优点，是目前用于3C等消费类电池的主要正极活性材料。随着电子产品的轻量化、微型化发展，人们对钴酸锂体系锂离子电池能量密度和循环性能的要求逐渐提高，如何有效提升能量密度是当前亟需解决的问题。提升能量密度的方法主要有开发高比容量活性材料、提升材料的压实密度和提高工作电压。其中，提高工作电压是现阶段最有效的方式。在高充电截止电压(＞4.4V)下，钴酸锂脱锂量增加，更多活性Li+参与脱嵌过程，使得材料的实际克容量得到显著提升。同时，高工作电压会造成材料的结构发生不可逆相转变、界面副反应增多等问题，导致材料性能降低，电池容量衰减。针对这些问题，近些年研究者对高电压钴酸锂做了大量改性研究，解决方法主要集中在体相掺杂和表面包覆。体相掺杂能提高材料的结构稳定性，延缓层状结构坍塌。表面包覆对缓解界面副反应有显著的作用。通过改性来实现相转变及界面副反应的有效控制对推动高电压钴酸锂的商业化发展具有重要意义。本文主要以高电压钴酸锂材料作为切入点，总结了钴酸锂的结构组成、制备方法以及高工作电压下性能衰减原因，重点讨论了高电压钴酸锂的体相掺杂和包覆改性的研究进展，深入分析了改性对材料结构及电化学性能的影响，最后对高电压钴酸锂正极材料的发展趋势进行展望。

摘要：近年来，新能源汽车的飞速发展对电池的性能提出了更高要求，而传统石墨类负极材料的比容量较低，难以满足发展的需求。硅具有极高的理论比容量，作为负极材料能有效提高电池性能，具有巨大的发展潜力，而制备硅基负极的硅源材料、硅颗粒的形貌尺寸及其加工制备工艺对硅基负极性能有着重要影响。本文综述了硅基负极材料的最新研究进展，重点关注硅源材料的选择、硅纳米化工艺、硅基负极材料的制备等，提出了不同硅源和对应制备工艺在硅基负极材料制备过程中存在的问题和挑战，为锂离子硅基负极的发展提供重要的参考。