太阳能器件用超疏水增透膜的研究进展

摘要：由于在解决关键技术问题方面的潜在用途，具有超疏水特性的减反射表面受到了广泛的关注。超疏水表面的微纳米结构结合材料的低表面能，能有效提高材料的抗润湿性能，实现自清洁。这是由于超疏水表面的水接触角大于150°，使得水滴能够包裹基体表面的杂质一同滚落，从而达到自清洁的目的。超疏水表面比疏水表面的要求更加严苛，可以通过两种关键途径来实现：一是直接利用自身低表面能的材料制造粗糙表面，二是首先制造出粗糙表面，再利用低表面能材料对其进行修饰。同时，高透光率是提高光学设备和器件性能的关键，如太阳能板等。因此，设计和实现高透光的自清洁超疏水表面，从而降低表面的反射率有重要意义和研究前景。本综述重点梳理了不同增透超疏水表面材料的发展，特别是玻璃材料，最后对低反射的自清洁超疏水表面材料的未来应用进行了探讨。

新能源 2026年06月15日 1 点赞 0 评论 128 浏览

人工智能在可再生能源材料研发领域的研究进展

摘要：近年来煤炭、石油、天然气等传统能源逐渐枯竭，大量化石能源的使用造成环境污染。为了降低二氧化碳的排放量，国家积极推动风、水电、氢能等可再生能源的发展，而这些能源技术的推广应用的关键是新材料的研发。目前新材料的研发主要依赖于研究者根据材料结构以及其用于某一特定体系的预期催化活性为目标进行实验优化，导致新材料研发过程缓慢。随着计算材料学的进一步发展，研究人员整合了大量关于材料结构及性能表征的材料数据库，通过比较逐步优化筛选新材料。综述了当前材料开发的设计思路以及合成方法，以人工智能（AI）为着眼点阐述了近年来基于AI方法设计、制备可再生能源材料过程中的模型与算法，并总结了AI用于材料设计方面的研究意义和发展过程，最后对AI方法用以可再生能源材料设计、制备的发展进行了展望，介绍了本课题组提出的材料优化模型，并且列举了该模型成功应用于电解水析氢以及硼氢化钠制氢的材料优化的案例。未来，AI技术在新材料的理论计算、合成设计、性能预测、材料微观结构表征分析等方面具有非常广阔应用前景。

新能源 2024年06月06日 1 点赞 0 评论 255 浏览

钠离子电池隧道型氧化物正极材料研究进展

摘要：钠离子电池（SIBs）凭借其资源循环性和成本优势表现出强大的商业化应用前景。钠离子电池正极材料中的隧道型氧化物具有独特的三维隧道结构，使得Na在充放电过程中能够更加灵敏地脱出和嵌人，这种隧道型氧化物具有优异的循环稳定性，可以充分发挥材料的电化学性能，因而得到广泛关注。本文针对钠离子电池隧道型氧化物正极材料的制备方法及应用进行阐述，并对隧道型氧化物正极材料的掺杂和包覆改性进行介绍，总结了隧道型氧化物正极材料的优缺点，并针对隧道型氧化物的不足提出建议，对未来的研发方向做出展望。

新能源 2025年04月29日 1 点赞 0 评论 346 浏览

电-热转换功能型相变储热材料的研究进展及应用

摘要： 热能在终端用能形式中占比高达50%以上，热能脱碳对实现我国“双碳”战略目标和节能减排至关重要，高效利用风能、太阳能等可再生能源驱动的电气化供热是实现热能脱碳的重要途径。目前，亟需探究先进的储能技术，以解决可再生能源供能与终端用能的时空不匹配矛盾。相变储热技术具有高储热密度和恒温输出特性，将电-热直接转化与相变储热结合可显著提高系统的能量转换效率和功率密度。本文聚焦相变储热材料的电-热转换特性与机制，分析了电-热转换与储热性能的关键影响参数。考虑到相变材料（PCM）本征导电性和导热性较差，需要引入高导电、高导热的添加物以制备电、热性能更优的复合相变材料。探讨了添加物不同的分布形式（离散、连续、定向连续）和尺寸效应对相变储热材料的电-热转换性能、有效热导率及电导率的强化影响机制，总结了电-热转换相变储热材料的应用场景，探讨了未来的重点研究方向和面临的挑战。

新能源 2026年08月11日 1 点赞 0 评论 27 浏览

水系锌离子电池钒基正极材料储能机制、存在的问题及其改性策略

摘要：中性或弱酸性体系下的水系锌离子电池（AZIBs）因高安全、低成本及高能量密度等特性成为近年来研究的热点。其中，备受关注的钒基化合物具有比容量高、结构灵活多样等优点在AZIBs领域展现出了广阔的市场应用前景。主要总结了钒基材料的4种反应机制并叙述了钒基正极材料在AZIBs中的研究进展， 在AZIBs中，Zn2+有着较大的离子半径，随着循环的进行Zn2+不断嵌入/脱出， 引起材料结构的变化，从而导致活性物质从导电集流体上脱落，严重影响电池的循环寿命； 钒基材料本身的导电性能较差，不利于电子的转移；钒基材料在AZIBs中的电压窗口比较窄。针对这些问题，主要从离子和分子预嵌、表面修饰和复合材料制备、缺陷设计及金属离子掺杂、自支撑电极结构设计、电解液优化等5个方面进行了总结，并对未来AZIBs钒基正极材料的研究方向进行了总结与展望。

新能源 2024年06月06日 1 点赞 0 评论 370 浏览

碳基负极材料储钾应用及机制研究进展

摘要：因钾资源储量丰富，价格低廉，且具有类似于锂的物化特性，钾离子电池（KIBs）的推广应用可解决当前锂离子电池供不应求的问题。比较钠离子而言，钾离子可在商业化石墨负极中可逆嵌脱，这对于钾离子电池的产业化发展具有重大意义。然而钾离子因尺寸较大，嵌脱行为缓慢，引起的体积膨胀剧烈，成为电极材料面临的共性问题。近年来，为寻找具有良好嵌钾能力的材料，多种类型的电极体系被开发出来，其中碳基材料因制备简单、廉价环保、稳定性好的特点，被视为最具储钾前景的关键材料。本文系统概述了几种代表性碳基负极材料（如石墨、石墨烯、硬碳、软碳）在KIBs中的研究现状，阐述了各自存在的优势与不足；重点探讨了碳基材料的储钾机制，分析了由钾离子插层、吸附、填充行为组成的3种储钾机制及对电化学性能的影响，并指出在电极表面发生的离子吸附和填充方式呈现出电容效应，更适合于高性能的可逆储钾。最后，对KIBs的下一步研究方向和应用前景进行展望。

新能源 2024年06月06日 1 点赞 0 评论 212 浏览

车载高质量密度固态储氢材料研究进展

摘要：高密度储氢是制约氢燃料电池汽车发展的技术瓶颈之一，相较于高压气态和低温液态等储氢方式，固态储氢体积储氢密度高、安全性好，发展前景良好。分析和总结了燃料电池电动汽车的应用对车载固态储氢的技术要求，包括固态储氢材料的储氢密度、吸放氢动力学、热力学、可逆性、循环寿命、成本以及安全性等；介绍了氢化镁、硼氢化物、铝氢化物、氨基化物等高密度储氢材料的储氢原理及其优缺点，综述了纳米化改性、催化剂改性、元素掺杂改性和构筑复合储氢体系等改善高密度固态储氢材料性能方法，重点评述了采用不同改进措施的氢化镁、硼氢化物、铝氢化物、氨基化物的研究进展。通过分析对比不同体系以及不同改进措施下的固态储氢材料及其性能，总结出研发采用轻质多孔框架材料并配合高效轻质催化剂的复合材料，是改善固态储氢性能的有效途径。

新能源 2024年06月06日 1 点赞 0 评论 321 浏览

核电站氢催化氧化催化剂研究进展

摘要: 核电站发生严重事故时, 会产生大量氢气, 需要进行处理, 而氢气催化氧化技术是一种较好的处理方式可用于核电站的氢气处理, 其关键是依靠氢氧化合催化剂得以实现. 我们综述了催化剂的活性成分、 载体和制备方法,以及催化剂的改性方法对催化性能的影响. 目前催化剂的改性研究主要集中于对金属粒子的尺寸和分散性的改善, 尽可能利用载体表面的金属粒子以获得高的催化剂活性. 同时, 催化反应容易受到“有毒”物质干扰, 可以通过活性成分合金化、 改变负载在载体表面的金属粒子形貌（如核壳结构）等方式改善, 从而达到提升催化活性的目的.

新能源 2024年12月17日 1 点赞 0 评论 288 浏览

水系锌离子电池电解液的溶剂化结构调控策略

摘要：水系锌离子电池(AZIBs)具有成本低、安全性高和金属锌资源丰富等特点, 近年来受到学术界和工业界的广泛重视. 但是, AZIBs在循环过程中不可避免地存在枝晶生长、析氢反应和腐蚀问题. 作为AZIBs的重要组成部分, 电解液结构的优化对于增强AZIBs的性能至关重要. 本文系统地分析了AZIBs的电解液结构模型, 将电解液结构分为溶剂化结构、氢键网络和电解液/锌阳极界面三部分, 并且主要针对电解液中的溶剂化结构, 从电解液浓度调控、添加剂工程和固态化设计等方面总结了电解液溶剂化结构调控策略. 本文为今后进一步研究和提升AZIBs的综合性能提供了方向性指引.

新能源 2025年08月06日 1 点赞 0 评论 437 浏览

锂离子电池氧化锗基负极材料

摘要：锂离子电池(LIBs)作为关键储能材料，其负极材料的性能优化是提升能量密度和循环稳定性的关键。氧化锗(GeO2)因具有高理论容量(1126 mA·h/g)、低工作电位(0.7 V)及优异的锂离子扩散率(较硅高100倍)，成为极具潜力的负极材料。但其应用受限于充放电过程中约230%的体积膨胀、极低本征电导率(10−5S/cm)和初始库仑效率不足等问题。本文综述了GeO2的储锂机制(合金化−转化双反应路径)及其性能优化策略：通过纳米化技术(如纳米颗粒、纳米棒、纳米片)缩短离子扩散路径并缓解体积应变；通过复合化设计(碳基材料、杂原子掺杂碳、石墨烯等)构建导电网络并抑制结构退化。未来的研究需聚焦于理论计算结合原位表征分析锂化/脱离行为和失效机制、优化纳米材料参数、预锂化设计以及开发导电性更强的复合材料。

新能源 2026年02月13日 1 点赞 0 评论 139 浏览