Na-B-H体系固体电解质的研究现状

摘要：钠离子电池具有成本低和能量密度高的优势，被认为是下一代大规模储能器件的候选之一。使用固体电解质替代液体电解质组装为全固态钠电池可以进一步提升能量密度和安全性。Na-B-H体系是一类非常有实用前景的固体电解质， 具有优异的综合电化学性能。其中，NaBH4本身的钠离子电导率较低，其钠离子电导率的提升主要通过NH2−和I−等阴离子的掺杂来实现；Na2B12H12 的钠离子电导率较NaBH4 更高，且其衍生物如Na2B10H10，NaCB9H10 和NaCB11H12 都具有良好的钠离子传输性能，特别是其混合离子化合物更是在室温下达到了1×10−3 S·cm−1 的钠离子电导率，与液态电解质相当。同时，Na-B-H体系固体电解质也具有较优的热稳定性和电化学稳定性。Na-B-H体系固体电解质可以匹配如NaCrO2，Na3（VOPO4）2F正极以及Na，Na-Sn合金和硬碳负极，组装的全固态电池展现出优异的充放电性能。Na-B-H体系固体电解质的发展方向是进一步提升电化学和机械稳定性，并在全固态钠电池实用化关键指标上尝试突破。

新能源 2025年11月18日 1 点赞 0 评论 233 浏览

地下储氢库发展现状及气藏型储氢库高效建库十大技术挑战

摘要：地下储氢技术利用地下构造空间实现氢气大规模高压气态储存，具有安全性高、成本低、规模大、周期长的优势，但中国地下储氢库研究起步较晚，尚无地下构造空间储氢实践，亟待形成完整的地下储氢库高效建库方案。为此，在总结国内外用于地下储氢构造空间的类型，回顾地下储氢技术发展历史与现状的基础上，系统梳理了气藏型储氢库高效建库亟待解决的十大技术挑战，研究结果表明：①气藏型地下储氢库的潜在库址与新能源发电资源具有高度的空间重合，便于绿电就地消纳，最适宜我国大规模发展；②气藏型地下储氢库高效建库需重点解决十大技术挑战，即完整性与选址地质评价、氢气与储层介质的反应机理、氢损耗及氢纯度对储氢效率的影响、垫层气类型与占比优选、注采渗流理论与库容设计、氢用特种管材及管道工程关键技术、建库及注采工程关键技术装备、运行期监测与动态分析、风险评估与应急处置方案、生命周期评估等。结论认为：①中国发展地下储氢库具有潜在枯竭/ 衰竭气藏库址众多的资源优势，复杂地质条件储气库创新实践的技术优势，氢能产业链上下游协同发展的产业优势和未来市场应用前景广阔的规模优势，具备实现工业化发展的条件和基础；②针对气藏型储氢库建库难题，需开展系统性技术攻关，构建地质综合选址评价体系，优化储库注采运行方案，研发氢用配套管材与设备，形成运营监测与风险管理系统，建立适应中国地质条件的综合建库理论技术体系。

新能源 2024年05月20日 1 点赞 0 评论 309 浏览

固体氧化物电池直孔电极结构的制备技术与性能研究进展

摘要: 固体氧化物电池(Solid Oxide Cell, SOC)因其燃料电池(SOFC)模式下的高效清洁发电能力和电解池(SOEC)模式下的优异制氢及储能潜力, 近年来受到广泛关注。传统SOC 通常采用石墨、碳粉等造孔剂制备多孔电极支撑体, 存在孔隙无序分布、孔结构复杂的问题, 从而产生较高的曲折因子, 尤其在稀薄燃料或高电流密度条件下, 容易引发浓差极化, 这限制了电池性能的进一步提升。为解决这一问题, 近年来直孔结构的应用得到了广泛关注。该结构通过有序的孔道设计, 有效促进了气体扩散与传输, 减轻了浓差极化现象, 并提高了电极材料的浸渍效率及活性位点的利用率, 从而显著提升了SOC 的电化学性能。本文系统综述了直孔结构SOC 的最新制备技术研究进展,详细阐述了相转化法、冷冻干燥法及海藻酸盐离子凝胶法等关键技术的成孔机理、工艺特点及其在平板式和管式SOC 中的应用; 深入分析了直孔结构在SOFC 和SOEC 两种模式下对氢气、碳氢燃料适应性和电解性能(包括传统水/CO2 电解及燃料辅助电解)的提升作用与机制。尽管直孔结构在SOC 应用中展现出巨大的潜力, 但目前关于这一制备技术的系统性综述仍较为缺乏。本文旨在总结直孔结构SOC 的最新制备技术进展, 分析其技术优势与存在的问题, 并提出未来的发展方向, 以期为相关研究提供参考。

新能源 2026年07月31日 1 点赞 0 评论 59 浏览

锂离子电池聚合物基复合金属氧化物固态电解质研究进展

摘要： 随着电动汽车的不断普及， 锂离子电池（LIBs）的安全性备受关注。目前固态锂离子电池具有能量密度高和安全性好的优势， 被认为是解决传统液态锂金属电池安全隐患和提高其循环性能的关键材料。然而， 单一形式的固态电解质存在离子电导率低、 界面阻抗大等问题，限制了固态锂离子电池的发展。近年来， 基于无机填料与聚合物电解质的有机-无机复合电解质受到了广泛关注， 有机-无机复合固态电解质兼有聚合物与无机填料的优点， 一方面可以提高柔韧性， 另一方面可以有效提高电池的机械性能。本文归纳总结了有机聚合物与无机金属氧化物复合固态电解质的不同类型， 分析了基于不同聚合物与无机金属氧化物复合形成的有机-无机复合固态电解质对锂离子电池复合界面行为、 离子电导率、 电池机械性能的影响， 并对复合固态电解质制备和应用过程中存在的问题和解决方法进行了梳理。最后对聚合物基复合金属氧化物固态电解质未来要重点解决的问题和发展方向进行了预测。

新能源 2025年05月29日 1 点赞 0 评论 352 浏览

钠离子电池碳负极材料的研究进展

摘要：钠离子电池具有资源丰富和成本低等优势, 在大规模储能领域受到广泛的关注。开发具有高比容量和长循环稳定性的电极材料是钠离子电池走向应用的关键. 碳材料作为钠离子电池的负极材料, 具有可调控性高与稳定性好等优势, 具有应用潜力。目前, 研究较为广泛的碳材料主要包括石墨、无定形碳、杂原子掺杂碳、生物质合成碳, 但这些碳负极材料存在着钠-石墨化合物热力学不稳定、较大的体积变化以及初始库伦效率低等问题,制约了钠离子电池的发展与广泛应用。通过对碳材料的结构进行修饰改性及将其与电解液进行匹配, 可以有效提升其储钠性能。本文对这几类碳材料的结构特点、电化学性能、储钠机理、面临的问题、改进方法以及商业化前景进行总结, 为钠离子电池碳负极材料的发展提供新见解。

新能源 2024年05月17日 1 点赞 0 评论 244 浏览

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 225 浏览

核电工程用石墨的性能与应用研究进展

摘要：石墨因其优异的综合性能，在各类核反应堆中得到了广泛应用。在反应堆运行过程中，石墨需长期服役于高温和辐照环境中，辐照会引起其微观结构及性能的变化，而高温则可能导致其氧化退化。本文系统介绍了核电工程用石墨的关键性能，综述了辐照和高温环境对其微观结构与性能的影响机制，并重点对用于运动部件的核级石墨的摩擦磨损性能进行了对比分析。同时，简要概述了石墨在核电工程中的主要应用领域。相关研究有助于推动高性能核石墨材料的开发与应用，保障核电装置的长期稳定运行。

新能源 2026年04月22日 1 点赞 0 评论 160 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 359 浏览

半透明钙钛矿太阳能电池的光物理特性调控

摘要：宽带隙半透明钙钛矿太阳能电池具有优异的光电性能高和光学透过率等特点，使其在光伏建筑一体化、叠层器件、可穿戴电子设备等领域有独特的应用优势。然而，由于光敏层带隙吸收损耗、功能层界面反射、电极折射率失配等原因，限制了光子在器件内部的吸收和转换，进而造成光学能量损耗，降低了光利用率。为了提升半透明钙钛矿太阳能电池的性能，需要深入研究光物理特性和光子传输路径，提高光电能量转换效率。本文针对半透明钙钛矿太阳能电池光物理特性的相关机制和调控策略进行系统性总结。首先，围绕光子的传播路径进行理论分析。然后，对围绕减缓光学损耗的光管理策略展开讨论。最后，对半透明钙钛矿太阳能电池当前的应用挑战和未来的发展研究方向进行了展望。

新能源 2026年06月12日 1 点赞 0 评论 136 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 327 浏览