镁离子电池的工作原理与关键材料

摘要:镁离子电池具有原料丰富、成本低廉、环境友好以及高体积比容量等优点,近年来备受广泛研究。然而,充放电过程中缓慢的Mg2+ 扩散动力学性能、镁金属负极表面钝化层的形成以及电解液对空气敏感、腐蚀性强与电压窗口低等问题阻碍了其发展和实际应用。探索合适的电极材料以及与之兼容性好的电解液对镁离子电池的发展至关重要。简述了镁离子电池的工作原理,总结了镁离子电池正极、负极材料以及电解质的研究现状,并探讨了它们存在的问题以及相应的解决策略,旨在推动镁离子电池的进一步发展。

新能源 2024年05月28日 1 点赞 0 评论 714 浏览

“双碳”目标下中国工业部门氢能需求量测算及供给结构路径优化

摘要：在推进“双碳”目标实现的过程中，中国的能源系统迫切需要加快转型。工业部门由于其特有的对传统化石能源燃料和原料的依赖，发展过程中存在大量难减排的行业，氢能以来源丰富、绿色低碳、应用广泛等优势为工业部门提供了一条切实可行的深度脱碳路线。为此，构建了3 阶段模型框架，测算了中国工业部门重点行业氢能需求量，最后探讨了氢能供给结构的优化路径。研究结果显示：①工业部门用氢主要集中于钢铁、水泥、甲醇及合成氨等难以通过电气化实现脱碳的关键行业；②从需求侧来看，在参考情景、低渗透情景及高渗透情景下，2060 年工业部门的氢能需求量分别为2 509.1×104 t、5 037.8×104 t、6 865.7×104 t ；③从供给侧来看，氢能供给结构将从以化石能源为主的灰氢逐步过渡到以可再生能源为主的绿氢；④随着绿氢的应用比例增高，预计在2020—2060年期间，氢能可累计替代煤炭41.7×108 t 标准煤、石油11.3×108 t 标准煤，累计碳减排贡献比例有望达16.7%。结论认为，中国工业部门减少化石能源需求量和碳排放量需要重点依托绿氢产业的高质量发展。

新能源 2024年10月28日 1 点赞 0 评论 249 浏览

钠离子电池硬碳负极研究进展

摘要：锂离子电池(LIB)因其能量密度高、循环寿命长而被广泛用于移动储能。然而，锂资源的有限严重限制了其在大规模储能领域的应用。近年来，钠离子电池(SIB)由于成本低、安全性高等优点，成为了LIB有前途的替代品。硬碳具有较低的氧化还原电位、稳定的结构、较大层间距和相对较低的成本，被广泛用作SIB的负极材料。然而，硬碳负极较差的倍率性能和较低的首次库仑效率限制了SIB的性能。综述了钠离子电池硬碳负极的研究进展，包括硬碳储钠机理、前驱体选择以及制备工艺对硬碳性能的影响。

新能源 2025年02月12日 1 点赞 0 评论 235 浏览

世界核能科技发展前沿进展

摘要：介绍了核聚变技术最新进展，包括高温超导核聚变、激光点火惯性约束核聚变、托卡马克核聚变装置、国际热核聚变实验堆和中国聚变工程实验堆。指出核能与氢能、太阳能等其他能源的耦合利用为发展可再生能源和实现“双碳”目标提供了新的解决途径；高精度多物理场耦合分析计算、反应堆数字孪生技术、核能信息化与数据库建设是未来核能可持续发展的重要方向。总结了放射性废物处理与处置技术进展，包括中低放废物的减量减容和固化技术、高放废物的放射性核素去除和玻璃固化以及乏燃料处理与处置，表明随着核能技术的进一步革新，呈多元化发展态势的核能预期将在全球能源体系中占据重要地位。

新能源 2025年08月01日 1 点赞 0 评论 207 浏览

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 137 浏览

分子掺杂半透明有机太阳能电池研究进展

摘要：发展半透明太阳能电池技术，是实现城市清洁、规模用电的重要策略. 有机太阳能电池的活性层由吸收光谱互补的给、受体材料组成，降低给体材料含量即可增加活性层的可见光透过率；然而，给体含量减少会阻碍光生电荷的产生与收集，引起活性层高透光率与高转换效率之间的矛盾. 本综述从这一难点出发，综述了近年来以分子掺杂为破解方法的半透明有机太阳能电池研究进展，围绕如何实现有机太阳能电池的活性层分子掺杂及分子掺杂如何优化非理想形貌下的光伏过程，依次介绍分子掺杂机理、掺杂剂分布调控、掺杂改善电荷收集和掺杂促进激子解离四方面的研究进展. 最后，概述活性层掺杂有机太阳能电池未来发展所面临的三大挑战.

新能源 2026年01月08日 1 点赞 0 评论 70 浏览

高性能锂硫电池的光辅助策略

摘要：锂硫电池因其较高的理论比容量和能量密度等优势被人们所重视，但由于硫物种转化动力学缓慢、“穿梭效应”等问题限制了其商业化进程。对此，研究人员利用光催化效应开发了锂硫电池的光辅助策略，这种新兴的策略不仅能够提高催化剂的吸附和催化性能，还能从热力学和动力学两方面提升电池性能，并通过光充电机制实现太阳能的存储与释放。本文根据最近的研究，详细介绍了光辅助锂硫电池的光电化学原理，讨论了光催化剂和光正极的设计策略，以及光学窗口和封装材料的选择，回顾了光正极的典型配置和光辅助锂硫电池的研究方法，以期引起同业者的广泛关注并为深入理解与改进光辅助锂硫电池提供参考。

新能源 2026年03月13日 1 点赞 0 评论 32 浏览

石油焦锂离子电池负极材料电化学性能研究

摘要：负极材料是决定锂离子电池性能的关键因素，人造石墨是重要的锂离子电池负极材料。石油焦的热膨胀系数低，空隙度低，灰分、硫、金属元素含量低，导电率高，易石墨化。此次研究选择３ 种普通石油焦，并通过石墨化制备人造石墨。对３种石油焦原样和石墨化样品进行分析表征，比较其各种性能，研究石油焦石墨化后的变化，并通过电化学分析验证石油焦石墨化后其性能是否达到商用锂电池负极材料水平。实验结果表明：在2750 ℃石墨化处理后，相较于原石油焦样品，３种石墨化样品结构重排，拥有更明显的规整层状结构；含碳量提升，其他例如氢、氧等杂元素和金属元素含量下降；均显现出较低的电极电位和稳定的充放电平台，首次库伦效率分别为85.00%、78.20%、82.96%。经过150次循环后，比容量分别保持在273.00、259.00、226.20ｍＡ/g，库伦效率接近100%，是锂离子电池负极材料的潜在前驱体。

新能源 2025年04月27日 1 点赞 0 评论 310 浏览

储氢技术研究现状及进展

摘要：储氢环节是连接氢生产到应用的桥梁，也是高效利用氢能的基础。高压气态储氢技术最成熟、应用最广泛，研制轻质、高压、耐腐蚀性强、稳定性好的储氢容器将是未来高压储氢的研发热点。固态储氢是利用固体材料吸附方式实现氢的存储，主要包括金属材料、复合氢化物、碳基材料、有机框架储氢材料、无机多孔储氢材料等。从储能密度角度看，低温液态储氢是一种十分理想的储氢方式，但也存在能量损失大、成本高昂等问题。有机液态储氢具有储氢密度大、安全性好、载体可循环使用等显著优点，被认为是最有希望实现大批量、远距离氢储运的重要方式之一，甲基环己烷(MCH)、二苄基甲苯(DBT)、N-乙基咔唑(NEC)、甲醇/甲酸等是当前有机物储氢介质的研究热点且具有商业化前景。目前有机液态储氢还存在脱氢效率低、能耗大、氢纯度不足等问题，大部分技术仍处于研究或初期示范阶段。短期内高压气态储氢仍是储氢方式的主流选择。中期内发展的重点是有机液态储氢和固态储氢，低温液态储氢主要应用在大批量、长距离的特殊储运场景。长期来看，融合多种储氢方式的优点，开发集成式耦合储氢技术是未来发展的关键，高效、长寿命、经济性好的储氢介质/催化剂体系是未来储氢技术的研究重点。

新能源 2024年10月28日 1 点赞 0 评论 264 浏览

柔性、可拉伸变形微型热电器件的设计与集成

摘要：在能源匮乏、环境污染严重的今天，研发可循环利用、环境友好的新型能源材料与器件具有重要意义。热电材料可直接实现热能与电能的相互转换，为解决这一问题提供了新的途径。特别是，近年来由于柔性热电器件展现出自供电、可穿戴等优势，受到了人们的高度重视。本工作通过引入聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS)基底，利用单壁碳纳米管(single-wall carbon nanotube，SWCNT)/Bi2Te3热电复合薄膜材料优异的热电性能和柔韧性，设计制作了一种可拉伸变形的三维拱形结构的微型热电发电器件。该器件充分利用薄膜材料面内最佳热电性能方向，通过器件内外温差获得热-电性能转换，在电极两端产生电势差，实现发电。该微型柔性热电器件在温差为4 K时，输出电压为4.8mV，最大输出功率达2.6×10-9 W，功率密度为3.9×10-9 W/cm2，器件的最小弯曲半径为3mm。这种微型柔性热电器件的制备工艺简单易行、成本低廉，为柔性热电薄膜发电器件的研制提供了新途径。

新能源 2024年05月31日 1 点赞 0 评论 162 浏览