太阳能电池板高性能自清洁涂层的研究进展

摘要:太阳能电池长期在户外运行,尘埃、污垢和其他污染物易在电池表面形成堆积,从而降低系统的发电效率。传统的清洁方式成本高且易损伤光伏板,自清洁涂层能使电池板长期保持清洁状态,对太阳能电池板的高效率运行和长寿命服役具有重要意义,已经成为太阳能领域的研究热点之一。本文较为全面地梳理了太阳能电池面板自清洁涂层相关方面的研究,介绍了电池板表面的灰尘特性,分析了灰尘堆积对电池板使用寿命的影响,详细综述了超疏水和超亲水2 种自清洁涂层的制备方法及其自清洁性能的相关研究进展,对比了2 种自清洁涂层的使用效果和应用场景,并对其自清洁机理进行了阐述,发现在不同的地域,太阳能电池表面灰尘的组成成分均有所差异,光伏板表面的灰尘堆积率和黏附接触力主要受灰尘粒径大小的影响,灰尘堆积会减少电池板的使用寿命,超亲水和超疏水性涂层均可以长期保持太阳能电池板表面的清洁,都能有效提升电池板的输出功率。

质子交换膜燃料电池双极板表面改性研究进展

摘要:双极板是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的核心部件之一,其性能优劣直接影响电池堆的输出功率和使用寿命。双极板不仅能够将单个电池连接成电池堆并提供支撑,还能提供气体流道、隔离阴阳两极,在燃料电池的工作性能和寿命方面起到关键作用。由于PEMFC的运行环境较为苛刻,包括高温、高湿度和酸性环境,因此双极板需要具备优良的导电性能和抗腐蚀性能,以确保燃料电池的高效、稳定运行。本文简述了PEMFC双极板的发展现状和应用进展,着重阐述了表面导电耐蚀改性方案的研究发展情况,系统介绍了不锈钢、钛及钛合金、铝合金等多种金属双极板基体的表面改性方案,对比不同金属双极板及其表面改性方案的性能特点、发展趋势和存在的问题,探讨了PEMFC金属双极板表面改性的共性问题及发展应用前景。

钨基材料在锂离子电池领域的应用:技术现状与发展展望

摘要:本文聚焦钨基材料在锂离子电池领域的应用,基于钨的优异特性及资源分布基础,梳理了其在锂离子电池的正负极、热响应材料中的应用现状,分析了钨基材料在锂离子电池应用中所面临的体积膨胀、电导率低、电压滞后等技术挑战及解决策略,并展望了市场趋势与技术发展方向,指出需在材料性能优化和制备工艺提升等方面持续攻关,并辅以多学科合作以推动大规模应用,为锂离子电池技术突破提供支撑。

核用耐磨耐蚀合金性能及制造工艺研究现状

摘要:综述了核电动作部件用现有耐磨耐蚀合金的研究现状,涉及合金的种类包括钴基合金、铁基合金、镍基合金以及高熵合金,其中对钴基合金的耐磨机理进行总结。归纳了动作部件的制造工艺,最后对核用耐磨耐蚀材料未来发展趋势进行了展望。

金属储氢材料制备方法研究进展

摘要:金属储氢材料可分为AB2(Laves 相合金,如钛锰基合金)、A2B(镁镍合金)、AB5 稀土混合合金、AB 钛系合金、钒基固溶体、镁基储氢合金等。金属储氢材料制备方式大致分为两类:一类是材料合成方法,主要有真空电弧熔炼法、真空中频感应法等;另一类是二次加工处理方式,主要有机械合金化法、气体雾化法等。不同的制备方法对金属储氢材料的微观结构及储氢性能有不同的影响。主要阐述各种金属储氢材料的制备方法及其优缺点,综述了各种金属储氢材料制备方式对储氢合金微观结构以及储氢性能的影响。

钠离子电池O3相正极材料改性研究进展

摘要:钠离子电池的正极材料决定了其性能,层状金属氧化物(NaxMO2)正极材料具有理论容量大、无毒和倍率性能好等优点,其中富钠O3型层状金属氧化物具有理论高容量、易于合成等优势,是被认为最有前途的钠离子电池正极材料之一。但由于其不可逆相变、能量密度低和空气稳定性差等问题导致其电化学性能下降,严重限制了层状金属氧化物正极材料的商业化进程,亟需解决。本文分析比较了三种合成方法:固相法、共沉淀法和溶胶凝胶法的优缺点。系统综述了O3型层状金属氧化物相关改性策略,包括掺杂改性、包覆改性、结构设计和高熵设计等,为O3型层状金属氧化物正极材料的改性提供了参考。

镁空气电池阳极材料及其放电活性调控研究进展

摘要:镁空气电池因其环境友好、安全性高、理论能量密度大等优势,已成为极具发展潜力的新一代储能材料之一。然而,镁阳极材料在放电过程中活化与钝化间的掣肘,成为当前制约镁空气电池发展的主要因素。尽管在探索新型镁阳极材料与高比容量和高能量密度(高比能)协同调控策略上已有诸多研究进展,但高比能镁阳极材料的开发仍面临不少挑战。本文系统回顾了镁空气电池阳极材料及其放电活性调控的研究进展,重点探讨了材料的成分设计、制备工艺优化、微观组织调控、产物膜缺陷调控以及电解液成分改性对镁阳极材料放电活性的影响机制,并对未来高比能镁阳极材料的开发设计进行了展望。

硅基太阳能电池正面银浆的发展

摘要:随着硅基太阳能电池技术的快速发展,正面银浆作为关键材料备受关注。其性能主要受导电相、粘结相、有机载体这三种材料的影响。深入研究它们的结构与性能的关系,对优化浆料性能、降低成本和提高生产率具有重要意义。本文综述了导电相、粘结相和有机载体的性能、结构及制备工艺的研究现状,为优化银浆配方提供指导,并为硅基太阳能电池产业的高性能、可持续发展提供参考。

用于锂硫电池隔膜修饰的催化剂材料研究进展

摘要:锂硫电池因其高能量密度(2600 W·h·kg-1)和高理论比容量(1675 mA·h·g-1) 被视为最具前景的下一代储能体系之一. 然而, 充放电过程中多硫化物(LiPSs) 迁移引发的“穿梭效应”, 导致活性物质利用率低、锂负极腐蚀以及容量快速衰减. 为此, 将新型催化材料应用于隔膜功能化修饰, 已成为抑制穿梭并提升反应动力学的关键策略. 本文系统阐述了锂硫电池的工作原理和面临的关键挑战, 全面综述了隔膜修饰用各类催化剂材料的研究进展, 展望了其未来发展方向, 以期为关键功能材料的功能化设计提供参考.

金属离子二次电池中的石墨材料

摘要:可再生能源在能源结构中的占比不断增加,开发高效、安全的二次电池储能技术是解决风能、太阳能等间歇性能源并网挑战的关键。凭借独特的结构和物理化学性质,石墨负极在锂离子电池中获得了广泛应用。受石墨储锂行为的启发,石墨在其他金属离子电池的应用也得到了大量研究,表现出巨大的应用潜力。然而,对石墨负极材料在各种金属离子二次电池中的应用还缺乏全面认识。本文分析石墨在各种二次电池体系中的电化学行为,指出石墨材料面临的主要挑战,重点介绍了解决问题的主要策略和研究现状,为开发出高性能、可持续的石墨基储能电池提供参考。