摘要:燃料电池、电解水制氢等利用氢能的可再生能源转换技术在“双碳”目标进程中扮演着关键角色,双极膜燃料电池和双极膜电解水制氢是近十几年才提出的、以双极膜为电解质的新型电化学能源转换装置。从双极膜水解离机理出发,详细介绍双极膜的组成、界面层结构及制备工艺,并对双极膜在不同领域的应用进行了梳理和展望,其中主要着眼于双极膜在燃料电池和电解水制氢2大氢能领域的国内外研究进展,探索由双极膜结构带来的独特应用优势,提出关键问题和发展方向,总结绿色制氢发展的机遇和挑战。

摘要：磁轴承是利用磁场力将转子悬浮于空间，实现定子与转子之间无机械接触的一种新型支承轴承，在飞轮储能领域具有非常广阔的应用前景。阐述了飞轮储能工作原理以及常见的4种磁轴承支承方式，根据偏置磁通产生方式、受控自由度数量、磁极数量对磁轴承结构进行分类介绍，并对磁轴承关键技术参数优化、无传感控制技术以及解耦控制技术进行综述，指出磁轴承关键技术的未来发展趋势是使用智能算法建立模型求最优解。

摘要:对纳米压印技术原理、分类和不同领域的应用进行了简单阐述。总结了纳米压印技术在不同类型的太阳能电池,如晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池、聚合物太阳能电池及其他新型太阳能电池中的应用,并重点阐述了纳米压印技术在制备太阳能电池减反膜、图案化衬底、图案化活性层和图案化电极等有效减少太阳能电池表面太阳光反射和大大提高太阳能电池光电转换效率方面的研究进展。最后,针对纳米压印技术在产业化中所面临的困难进行了分析和总结,并提出了纳米压印技术在太阳能电池领域未来的研究重点和发展方向。

摘要:我国海岸线长达18万km,海上风能资源技术开发潜力巨大。近年来,在“双碳”的大背景下,我国风电行业政策利好不断,海上风电装机容量在电网中所占的比重快速上升,海上风塔用钢需求增长态势明显。随着海上风电进一步向集群化、大型化和深海化发展,如何开发出与之适配的低成本、综合性能优良的海上风塔用钢已成领域内亟待解决的关键性问题。介绍了国内外海上风塔用钢的标准、分类及性能要求,并对其化学成分设计和生产工艺方面的研究现状及发展趋势进行了综述。

摘要：锂离子电容器(LIC)采用了双电层电容器(EDLC)正极和锂离子电池(LIB) 负极，因而兼具高能量密度、高功率密度和长循环寿命的优势. LIC在储能过程中正极表面发生电荷的可逆吸脱附，负极体相中存在Li+的反复嵌入/脱嵌，在低温环境下由于电解液的黏度、电导率等物化性质发生很大改变，严重影响了LIC中离子的正常运输和电荷转移，导致无法在低温工况下正常运转，限制了其全天候、宽温域的应用.因此改善LIC的低温性能成为现阶段亟待解决的问题，受到了业界的广泛关注.众多研究表明电极材料和电解液之间的相互作用直接决定LIC低温电荷存储的过程，是解决低温环境下LIC 能量密度和功率密度低的关键环节.本文从电极材料和电解液两个方面综述了国内外LIC低温性能的研究进展，概述了现阶段低温碳基材料的化学改性、表面修饰、离子嵌入以及新型电极材料的研发，并从电解液的锂盐、溶剂、添加剂三部分出发，介绍了低温工况下电解液各组成部分对LIC性能的影响，对不同改进工艺进行了分类与总结，重点讨论了新型低温添加剂在LIC中的应用，最后总结了新一代低温电解液的研究进展并对具有宽温度工况的下一代LIC提供了初步展望.

摘要：相变材料(phase change material, PCM)有望解决热能储存和热管理等方面的问题. 然而, 随着瞬态熔体前沿远离热源, 其能量密度和功率密度逐渐降低. 在太阳能直接热利用过程中, 传统充热的完成完全依赖于PCM本身的热扩散过程, 低热导限制了PCM的充热速率. 本文提出了基于可逆热致变色特性的动态相变材料(dynamicphase change material, Dyn PCM), 可以自动控制光热界面位移紧跟熔体前沿, 使相变材料在光热转换中的充热速率不受材料自身热导率限制. Dyn PCM由热致变色剂和主体PCM两部分组成, 热致变色剂以2-苯氨基-3-甲基-6-二丁氨基荧烷作为供电子体, 2,2-双(4-羟苯基)丙烷作为受电子体及4-苄氧基苯基乙基葵酸酯作为溶剂成功实现无色-黑色的变换. 主体PCM以石蜡为例, 其中含83.3 wt.%石蜡含量的Dyn PCM5潜热为154.38 kJ/kg, 仅比石蜡降低6.6%, 其透明态表现出与石蜡接近的透射率为91.2%. 对比表明, Dyn PCM5的充热速率比石蜡提升了260%.经80次循环后, Dyn PCM的基团未发生改变, 充放热性能及透射率稳定性优异, 仍具有良好的可逆的变色及充热能力. 因此, 本研究提出的热致变色复合Dyn PCM5是一种有前景的太阳能储热材料, 可进一步运用在太阳能直接吸热过程中.

摘要：利用团簇式方法，通过对Fe-Cr-Ni合金进行成分精修，在保持合金良好耐蚀性的同时，提升不锈钢的导电性。首先，解析316L不锈钢的成分，获得其Fe-Cr-Ni 基础成分的理想团簇式[Ni-Fe11Ni1]Cr3，进而，固定Cr3，将Ni含量(质量分数)从6.63%变到32.74%，得到符合团簇成分通式[Ni-Fe13-xNix-1]Cr3 = Fe13-xNixCr3 (x = 1~5)的合金成分。利用真空电弧熔炼并铜模浇注成直径10 mm试棒，随后进行固溶及水淬处理。实验结果表明，在模拟双极板服役环境(0.5 mol/L H2SO4+2×10-6 HF)下，随着Ni 含量提高，在酸钝化后，自腐蚀电流密度由14.39μA/cm2降低至1.10μA/cm2，在电化学氮化后，由1.03μA/cm2降低至0.29μA/cm2。这些数据均优于参照合金316L不锈钢(分别为7.51和0.47μA/cm2)，甚至低于0.5μA/cm2的目前产业目标。在0.064 MPa压力下接触电阻逐渐减小(酸钝化后，从1.16Ω·cm2减至0.98Ω·cm2，电化学氮化后，从1.07Ω·cm2减至1.03Ω·cm2)，优于316L不锈钢的1.1Ω·cm2。上述实验结果表明，Ni含量的持续添加能够提升合金作为双极板的使役性能，最佳的不锈钢成分配方为[Ni-Fe10Ni2]Cr3，可以作为替代316L的新型不锈钢。电化学氮化处理方法在提升合金耐蚀性的同时，保持了相当高的接触电阻，是较好的不锈钢双极板表面处理方法。

摘要：风电、光伏发电等新能源行业是支撑实现“双碳”目标的关键领域，我国风电、光伏发电的装机规模居世界首位，保障关键金属材料供应、进行更精准的新兴固废管理具有重要意义。本文基于我国风电、光伏发电行业的历史数据和规划目标，设定了不同的发展情景；应用风电、光伏发电设备的寿命分布模型，评估了我国新能源行业关键金属的需求、废弃和供应情况；重点识别了银、铜、镓、银、钢铁、钕等金属的供应压力，为2060年前构建绿色低碳能源发展格局提供了基础支撑。在基准情景下，2035年的风电、光伏发电行业退役量分别为4.6 GW、28.3 GW；2035年、2060年的风电、光伏发电设备退役量（按质量计）分别为2.54×106 t、1.048×107 t。从我国新能源行业的关键金属供应压力来看，2030—2060 年，钢铁为低风险（≤5%），钕为中高风险（25%~50%），铜、银为高风险（50%~100%），镓、铟因需求峰值过高而被列为极度危险等级。改善新能源产业供应链的安全性和多样性，既需要确保金属矿产资源的可持续供应，也需要开展回收循环和高效利用；为此建议将风电、光伏发电退役设备按照废弃电器电子产品进行管理，将风电、光伏发电企业纳入《固定污染源排污许可分类管理名录》，加快完善分布式新能源固废回收体系，切实提高新兴固废回收技术水平。

摘要：镁基储氢材料具有储氢量高、镁资源丰富以及成本低廉等优点，被认为是极具应用前景的一类固态储氢材料。利用镁基储氢材料供氢主要有热分解放氢和水解产氢2种途径。MgH2的热分解放氢焓值高（75 kJ/mol H2），造成其放氢温度较高、动力学差；MgH2的水解过程中，由于常温水解产物Mg（OH）2逐渐包裹在MgH2表面，阻隔了MgH2与水的接触，从而导致水解产氢效率较低。近年来，大量研究工作聚焦于改善MgH2的热解/水解供氢性能及实际应用，已经取得了大量成果。针对目前国内外镁基固态储氢材料的研发，总结了材料/结构改性、反应条件对镁基储氢材料的热解/水解性能的影响，重点阐述了固态镁基储氢材料组成成分-微观结构-储放氢性能之间的关系，并对镁基储氢系统及实际应用场景进行了归纳。未来通过镁基固态储运氢技术的发展，将实现氢气的高安全、高效及大规模储运，助力中国氢能产业的发展。

摘要：磷酸锰铁锂兼具LiFePO4结构稳定性好和LiMnPO4工作电压高（4.10V（vs.Li/Li+））的优点， 其能量密度相较于LiFePO4可提升15%-20%，是一种极具产业化应用前景的锂离子电池（LIBs）正极材料。然而，该材料的电化学性能受到了其离子/电子传输能力弱和晶体结构稳定性不足等问题的严重限制，难以满足产业化应用需求。总结了LiMn1-xFexPO4正极材料近年来的研究进展，从晶体结构、储锂机制、制备方法和性能提升策略等方面进行了系统阐述和深入分析。在此基础之上，对LiMn1-xFexPO正极材料的产业化发展路径进行了总结与展望，对LiMn1-xFexPO4正极材料电化学储锂机制、制备方法与性能提升策略的深入分析，可为该材料的基础研究和产业开发提供重要理论指导。