泛氢燃料质子导体固体氧化物燃料电池研究进展

摘要: 在全球能源结构转型与碳中和目标驱动下, 质子传导型固体氧化物燃料电池(Proton-conducting Solid Oxide Fuel Cells, P-SOFCs)兼具中低温(400~600 ℃)高效发电、出色的燃料兼容性与高能量转换效率的优势, 成为清洁能源技术的研究热点。本文分析了泛氢燃料P-SOFCs 的发展前景, 围绕泛氢燃料电池技术瓶颈, 聚焦材料设计、反应机制以及表征手段三个核心维度, 综述了碳氢燃料与氨燃料P-SOFCs 体系的研究进展与技术挑战。针对碳氢燃料电池碳沉积问题, 深入探讨了碳沉积的形成机理、表征手段以及影响因素, 指出了重整催化剂改性、质子导体电解质优化和新型电极设计等前沿改进策略; 针对直接氨燃料电池(Direct Ammonia Fuel Cells, DAFCs)性能问题, 系统阐述了催化剂活性、载体种类、氮化腐蚀机制、氢分压、氨气流量以及阳极微结构等关键影响因素; 根据DAFCs的前沿工作, 总结了阳极改性、阳极催化层构筑以及新型电池结构设计等新型改进策略, 为推动泛氢燃料P-SOFCs商业化应用指明未来发展方向。

新能源 2026年08月03日 1 点赞 0 评论 47 浏览

水系锌离子电池负极改性策略研究进展

摘要：水系锌离子电池因其安全性高、离子导电率高、理论比容量高、成本低廉等优点，成为一类颇有前景的规模化储能材料。然而，锌负极在充放电过程中难以避免会出现枝晶生长和析氢腐蚀等棘手问题，严重制约了水系锌离子电池的循环寿命与实际应用的推广。本文首先分析了上述关键问题的成因和基本机制，系统阐述了目前锌负极的改性策略的4个方向，包括：负极材料构筑、涂层表面钝化、隔膜改性、电解液优化，重点论述了4类改性策略的设计要点与改性原理，并对锌负极的发展趋势进行了展望，为推动高性能水系锌离子电池发展提供参考。

新能源 2025年05月30日 1 点赞 0 评论 375 浏览

增强钛酸铋钠基陶瓷储能研究进展

摘要：陶瓷电容器由于较高的能量储存密度、高的大功率充放电速率和较低的成本等优势，在脉冲功率技术储能系统方面具有应用潜力，得到广泛研究。含铅陶瓷电容器虽然表现出优异的性能，但铅元素对环境和人类健康有着潜在的危害，因此开发无铅电介质电容器成为当前的研究重点。钛酸铋钠( BNT) 由于具有较高的极化能力，在众多无铅电介质储能材料中脱颖而出。然而由于其内部电畴尺寸较大，畴与畴之间相互作用力较强，在撤去电场后，电畴无法迅速复原，导致其剩余极化较大; 再者，BNT 陶瓷击穿场强较低，并且在制备的过程中Bi3+ 和Na+ 挥发导致微观结构和组成成分上的不均性，这些都影响了材料的储能性能。本文针对BNT 陶瓷的上述问题，从增强弛豫效果、提升击穿场强、调控相组成、采取缺陷工程策略和设计多层化结构五个方面综述了近年来提升BNT 陶瓷储能性能的方法，并对这些方法进行综合分析，为改性BNT 基储能陶瓷提供参考。

新能源 2025年10月24日 1 点赞 0 评论 254 浏览

锂离子选择性吸附材料的制备与提取应用

摘要：近年来,随着锂电池技术和电动汽车的快速发展和大规模应用,锂资源的市场需求呈现出急剧增长的态势,矿石锂和卤水锂资源开发产量已无法满足市场需求。从地表盐湖卤水、深层卤水等液态资源中提锂具有巨大的市场开发潜力,是当前锂资源开发的重要研究方向。吸附法适用于我国低浓度大体积卤水中锂的提取,而锂离子选择性吸附材料是吸附提锂的核心。本文综述了有机(冠醚)、无机(铝基、锰基和钛基)以及复合型选择性锂吸附材料的制备方法、吸附性能和吸附机理,为研究新型锂吸附材料、克服材料缺陷以及改进吸附剂性能提供参考,以期推动盐湖卤水锂资源高效提取利用的进一步发展。

新能源 2024年03月05日 0 点赞 0 评论 308 浏览

钠离子电池合金化负极材料研究及应用进展

摘要：钠离子电池凭借钠资源丰富、分布广泛、价格低廉的优势在大规模储能领域具有重要的应用前景, 可与锂离子电池形成优势互补。负极材料是电池化学的关键组成, 其能量密度、使用寿命等直接影响着电池性能。合金化材料具有理论比容量高、工作电压适宜等优势, 被认为是一类有应用潜力的储钠负极。然而, 这类材料发生合金化反应时体积膨胀严重, 电极材料易粉化脱落, 造成电化学稳定性欠佳。目前, 主要通过材料微纳结构设计、界面化学调控、碳材料复合、表面包覆、电解液优化等方法来改善其电化学性能。本文综述了合金化负极材料的最新研究进展, 探讨了其发展面临的瓶颈以及解决方案, 介绍了基于合金化负极的钠离子全电池构筑策略和应用实例, 为高性能钠离子电池的发展提供一定参考依据。

新能源 2024年05月17日 1 点赞 0 评论 654 浏览

高熵析氧催化材料：机理解析、优化策略与未来挑战

摘要：基于可再生能源的电解水制氢技术作为应对能源危机与环境问题双重挑战的关键路径，其大规模应用受限于阳极析氧反应（OER）缓慢的反应动力学。近年来，具备独特结构和组元可调性的高熵材料，凭借其近乎连续的吸附能可调控维度，在OER催化领域展现出突破传统单/双组元材料性能边界的显著优势。尽管高熵材料在OER催化领域的探索已取得显著进展，仍存在多元体系中组分-结构-性能构效关系复杂性、催化机制模糊性等亟待解决的关键科学问题。本文首先系统梳理了OER反应四电子转移机理，继而全面综述了高熵合金、高熵氧化物、高熵金属有机框架等高熵材料在OER领域的最新研究进展。重点从原子级配位环境、电子结构调控和表面吸附能演化三个维度构建组元-结构-性能之间的关联，深入阐释多金属位点的协同催化机制。最后，从材料设计、缺陷工程、元素调控三个维度提出了OER性能优化策略，并指出高熵析氧催化材料在未来可能面临的问题和机遇。本综述可为高熵析氧催化材料的精准设计、原子级构效关系的解析及催化性能的优化提供借鉴和参考。

新能源 2026年07月28日 1 点赞 0 评论 57 浏览

镁空气电池阳极材料的研究进展

摘要: 镁空气电池由于低成本、高能量密度、高电化学当量等优点,在绿色清洁能源中备受关注。镁空气电池的研究发展仍受到极大阻碍,主要原因在于镁合金在应用过程中存在电池放电电压低、阳极利用效率低、自腐蚀速率大等问题。造成这些问题的原因在于镁合金本身存在的负差数效应、放电产物钝化、合金组织不均匀等。围绕镁空气电池阳极材料,首先对镁合金的阳极反应机理和存在的问题进行了总结,然后分别从合金化、塑性加工工艺、热处理工艺三方面综述了镁合金电化学性能的改善方法,最后展望了镁空气电池阳极材料的未来发展方向。

新能源 2024年06月28日 1 点赞 0 评论 289 浏览

MXene在钠离子电池负极中的研究进展

摘要：钠离子电池是近年来热门研究的二次离子电池之一，具有成本低、资源丰富的优点。但钠的原子质量和离子半径较大，导致钠离子电池结构形变，影响其电化学性能。MXene是一种新型的二维层状结构材料，具有高导电性、高可塑性、高耐腐蚀性和大比表面积的特性，在钠离子电池中具有广泛的应用。但MXene作为电极材料时，由于层间的范德华力使得片层易再次堆叠，从而减少了表面活性位点，加长了离子扩散路径，进而影响了钠离子电池的比容量和倍率性能。本文综述了MXene材料在钠离子电池负极中的研究进展，介绍了MXene材料的基本性质和制备方法，详细论述了MXene材料优化改性的方法和储钠机制，总结了MXene在钠离子电池负极实际应用中面临的困难和挑战，并展望了MXene材料进一步发展的方向，希望对MXene材料的实际应用有所启发。

新能源 2025年09月15日 1 点赞 0 评论 301 浏览

高熵氧化物的设计及其在锂离子电池中的应用研究进展

摘要：储能技术的革命性变化对下一代锂离子电池(LIBs)负极材料提出了更高的要求。近年来，一类具有复杂化学计量比的新型材料——高熵氧化物(HEOs)逐渐进入人们的视野并走向繁荣。理想的元素可调节性和吸引人的协同效应使HEOs有望突破传统阳极的综合性能瓶颈，为电化学储能材料的设计和发展提供新的动力。本文分别从化学成分调控和结构设计2个方面结合本课题组近年来的研究及国内外重要文献，综述了HEOs作为LIBs负极材料的研究进展。在化学成分调控方面通过金属杂原子掺杂、非金属杂原子掺杂来提高HEOs的本征活性。在结构设计方面，通过构建一维结构、二维结构、三维结构、空心结构以及复合碳材料来增加HEOs的反应活性位点数量，从而提高储锂性能。最后，对HEOs在LIBs领域的发展进行了展望。

新能源 2024年01月21日 0 点赞 0 评论 320 浏览

钠离子电池层状氧化物正极材料改性研究进展

摘要：由于储量丰富、价格低廉及安全环保等突出优点，钠离子电池(SIBs)被认为是大规模储能应用的主要候选技术之一，而正极材料的开发也决定了钠离子电池的商业化进程和最终性能。钠离子电池层状氧化物正极材料，具有比容量高、构造简单、稳定性好等优势，是最富有前景的钠电正极材料之一。但此类材料目前仍面临电化学过程的不可逆变化、空气中储存不稳定和界面稳定性较差等问题，严重制约着钠离子电池商品化进程的发展。为了解决材料所存在的这些问题，研究人员对其进行改性优化。据此，本工作综述了钠电正极材料层状氧化物离子掺杂、表面包覆、纳米结构设计、P/O 混合相等改性措施所取得的成效，为钠电正极材料层状氧化物改性研究提供了基础，并对层状氧化物的后续发展趋势进行了展望。要点：(1) 层状氧化物型正极材料具有理论容量高、解吸附钠能力优且易于大规模合成等特点，成为商用化钠离子电池极富吸引力的候选主材之一。(2) 针对当前层状氧化物型正极材料突出的多级相变及界面稳定性问题，从多角度综述了当前的改善优化进展。(3) 对未来层状氧化物型正极材料的持续优化方向进行了展望，并提出多种策略协同优化的发展前景。

新能源 2024年05月15日 1 点赞 0 评论 320 浏览