高效太阳能驱动海水淡化的最新研究进展

摘要：由于淡水资源时空分布的不均一性，部分国家和地区的发展严重受制于淡水资源短缺，海水淡化已成为沿海地区应对淡水紧张问题的重要途径。受自然界水循环启发，利用太阳能驱动水蒸发，直接从海水中分离出清洁水，是一种可持续的低成本海水淡化技术。针对传统太阳能蒸发较低的能量利用率和蒸发效率，研究人员基于界面蒸发基本理论，利用光热转化材料选择性地加热空气-水界面，以提高太阳能利用率。本文结合前沿的工作介绍了实现高效太阳能驱动界面水蒸发的关键因素，概述了已报道的常用光热材料，讨论了光热蒸发器结构设计对体系能量管理和物质传输的调控，分析质能传递过程对蒸发系统性能的影响。除此之外，本文对长时间海水蒸发过程中盐析出污染问题及其应对策略进行了综述，最后探讨了目前太阳能界面蒸发面临的挑战并展望了其在海水淡化应用的发展前景。

新能源 2024年11月01日 1 点赞 0 评论 83 浏览

锂离子电池高能量密度正极材料的研究进展

摘要：日益增长的清洁可持续能源取代传统化石燃料的需求, 推动了二次电池的发展. 然而, 商业化成功的锂离子电池仍面临成本和安全方面的重大挑战, 因此迫切需要寻找具有更高能量密度和更好安全性的二次电池. 从材料角度, 层状过渡金属氧化物由于其高理论容量、高工作电压和低制造成本而被认为是有前途的高能量密度正极材料. 然而, 由于存在电化学稳定性问题, 层状过渡金属氧化物仍未充分发挥其应用的潜力. 本文首先综述了锂离子电池具有代表性的高能量密度正极材料, 重点讨论了钴酸锂正极材料的发展历程和结构特性, 介绍了其工作机理和失效机制, 总结并分析了相应的改性策略及其在增强电化学稳定性方面的表现; 然后介绍了钴酸锂高能量密度正极材料的工程应用现状和改进措施; 最后展望了高能量密度可充电电池的发展前景.

新能源 2025年01月15日 1 点赞 0 评论 82 浏览

基于机器学习算法的核电结构材料性能预测

摘要：核电作为我国能源的重要组成部分，显示出巨大的发展潜力。随着核电技术的不断提高、完善，各类核电结构材料层出不群，寻找性能优异的新型材料成为影响核电站安全性和经济性的重中之重。同时材料信息学的助力使得研究人员可以高效地得到大量试验与计算数据，基于以上数据通过机器学习算法即可预测材料的性能，为新材料的研发提供新的契机。对机器学习原理及方法进行了概述，基于核电合金结构材料数据库构建了适用于核电结构材料性能预测的机器学习系统，并对该系统进行流程介绍和具体示例演示。最后，结合对核电结构材料性能预测机器学习系统的研究，指出机器学习在材料领域存在的问题和未来研究方向，希望利用机器学习方法加速新材料的研发进程。

新能源 2024年05月05日 1 点赞 0 评论 78 浏览

二维MXene材料在太阳能电池和金属离子电池中的研究进展

摘要： MXene是一种新型二维材料，具有导电性髙、表面官能团丰富、层间距和能带结构可调等特点，从而在新能源器件中拥有重要的研究价值。综述了MXene在太阳能电池和金属离子电池中应用的相关进展。在太阳能电池中，基于MXene高电导率、高透明度和功函数灵活可调的特点，讨论了其在电极和载流子传输层中的相关应用研究，并对MXene功函数调整的策略进行了总结。在金属离子电池中，基于MXene独特的二维层状结构、优异的力学性能和良好的导电性，讨论了MXene作为负极材料以及与碳纳米材料、金属氧化物和硅组成的复合材料对电化学性能的提升作用，并对MXene在正极材料、集流体以及隔膜中应用也进行了介绍。最后对MXene的下一步发展进行了展望。

新能源 2024年10月29日 1 点赞 0 评论 115 浏览

石墨炔在水系离子电池中的研究进展

摘要：石墨炔（Graphdiyne，GDY）是一种全新的炭材料，具有特殊的炭杂化排列方式、独特的化学性质和电子结构以及独特的孔隙结构等优点，在电化学储能领域具有良好的应用前景。新兴的水系离子电池具有低成本和高安全性等优点，然而，高性能电极材料的开发、新型隔膜体系的设计以及稳定界面的策略等仍是水系离子电池面临的主要挑战。石墨炔在负极保护、正极包覆、隔膜设计以及稳定界面pH 值等方面，可以改善离子传输与界面沉积行为、电解液不稳定等问题。特别是石墨炔自下而上的分子结构设计策略使其具有易修饰、掺杂的特点，改性的石墨炔类似物具有更加优异的性能，拓宽了其在水系离子电池中的应用。本文系统综述了石墨炔的结构与性质以及合成方法，特别对石墨炔在水系离子电池中的研究进行了总结。此外，对石墨炔在水系离子电池中应用时仍存在的问题与挑战进行了探讨，对石墨炔在水系离子电池中的发展进行了展望。

新能源 2025年01月09日 1 点赞 0 评论 85 浏览

钠离子电池炭基负极材料研究进展

摘要：钠离子电池是目前新兴的低成本储能技术，被认为是最有可能取代锂离子电池成为大规模储能应用的理想电源之一。在目前所研究的储钠负极材料中，炭基负极原料丰富、成本低廉、可逆容量较大以及倍率性能良好等优点，是目前最具应用前景的储钠负极材料。本文首先简要介绍了钠离子电池概念及其工作原理，随后对石墨、软炭和硬炭材料的储钠行为及国内外研究进展进行了综述，阐明了硬炭材料作为理想的储钠炭负极材料的优势。最后，对上述负极材料的发展前景进行了展望。

新能源 2024年05月05日 0 点赞 0 评论 80 浏览

石墨烯在析氢电催化剂中的应用

摘要：氢能源是新能源技术发展的重要方向。工业化规模电解水制氢需要采用低成本析氢催化剂材料降低其过电势。石墨烯因其具有超大的比表面积、优异的导电性、良好的稳定性、可调的电子结构以及结构和表面态易于修饰等优点，在析氢电催化剂材料中展现出了广阔的应用前景。本文详细分析了石墨烯应用于析氢电催化中的作用机制。依据作用机制的不同，对石墨烯析氢电催化剂材料进行了分类，并对其研究进展进行了综述。最后对石墨烯析氢电催化材料的发展方向进行了展望。

新能源 2024年10月23日 1 点赞 0 评论 120 浏览

水系钠离子电池的研究进展及实用化挑战

摘要：水系钠离子电池因其安全性高、成本低、环境友好等突出优势近些年来受到了广泛而深入的研究, 在取得巨大进展的同时也逐步开始了产业化进程. 但是与有机体系二次电池相比, 水系钠离子电池仍然极大地受限于电解液较窄的电化学稳定窗口和电极材料较差的循环稳定性. 迄今为止, 如何解决上述问题依然是这一领域发展的关键. 本综述主要概述了水系钠离子电池电极材料、电解液以及集流体的最新进展, 分析了开发高性能水系钠离子电池的挑战和可能的解决策略, 并进一步讨论了水系钠离子电池的发展前景.

新能源 2024年12月25日 1 点赞 0 评论 300 浏览

固态锂电池研究及产业化进展

摘要：相比于传统液态锂离子电池，固态锂电池(SSLB)用固态电解质代替有机电解液，安全性和能量密度均大大提升，可以有效降低电动汽车安全隐患和缓解用户续航里程焦虑。固态电解质作为电子绝缘体和离子导体是SSLB核心要素之一，同时其存在离子电导率低、界面阻抗大和界面稳定性差等问题。通过研究近期相关文献，对硫化物固态电解质、氧化物固态电解质、聚合物固态电解质以及复合固态电解质锂电池的离子导电机理、研究进展、存在的主要问题及解决方案进行了综述和讨论。对于提高离子电导率，重点介绍了调整固态电解质组分的方法。对于改善界面问题，主要介绍了界面设计和制成工艺方法改善思路。综合分析表明，通过掺杂和包覆改性固态电解质、探索先进界面研究和诊断技术并指导设计具有优良锂离子传输能力的界面、创新和优化工艺能有效地提升固态电解质综合性能。最后列举了国内外重点企业的固态锂电池产业化进程，对固态锂电池未来应用前景进行了分析和展望。

新能源 2024年05月05日 1 点赞 0 评论 90 浏览

面向电化学储能的多孔炭材料

摘要：多孔炭材料具有质量轻、比表面积大、导电性好和稳定性高的优点，在电化学储能领域得到了广泛的应用。近几十年来，多孔炭材料的结构构筑和功能化设计取得了较大的进步。本文以多孔炭在不同储能器件中的应用发展为导向，结合多孔炭结构设计和功能化发展，综述了其在锂离子电池、锂空气电池、锂硫电池、锂负极保护、钠离子电池、钾离子电池等电化学储能器件中的研究成果和进展，最后总结了多孔炭的结构控制和功能化的策略，并展望了多孔炭材料未来研究的方向和挑战。

新能源 2024年05月08日 1 点赞 0 评论 76 浏览