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我国聚变堆工程化发展问题与策略研究

我国聚变堆工程化发展问题与策略研究

摘要：核聚变技术突破有望革新能源生产模式、创造显著的经济效益，成为全球科技和能源领域的中长期发展方向；应用工程化思维，推动从实验堆到示范堆的演进过程，对于高效率、低成本、高质量地开展聚变堆研究与建设具有重要意义。本文把握我国聚变力量总体布局，从安全监管体系、设计管理经验、项目管理实践、产业链培育、标准体系等方面梳理了国内外聚变堆工程化进展，深入研判了我国聚变堆工程化面临的突出问题。研究认为，在发挥组织优势推动聚变能开发、兼顾安全与发展制定核聚变监管政策、管／企合力培育聚变产业链、从顶层设计着手建立核聚变标准体系等方面构思发展策略，同步在面向聚变堆工程化的研发设计管理体系、由专业化企业主导的聚变堆工程建造等方面提出建设要点，有助于精准高效地推动我国聚变堆工程化进程，力争取得国际核聚变领域的领先地位。
新能源 2026年07月17日
固态锂电池用有机-无机复合电解质的研究进展

固态锂电池用有机-无机复合电解质的研究进展

摘要：相比于传统液态锂电池，固态锂电池兼具高安全性和高比能量，在学术界和工业界引起了广泛关注。发展具备优异力学性能、高离子电导率和宽电化学窗口的有机-无机复合固态电解质是开发高性能固态锂电池的有效途径之一。近年来，基于聚合物电解质与无机材料的复合型固态电解质成为了研究的热点。基于此，本文回顾了有机-无机复合固态电解质的研究进展，综述了改善固态电解质离子电导率的研究策略，梳理了有机-无机复合固态电解质在固态锂金属电池、固态锂-硫电池和固态锂-空气电池等领域的应用，并对固态锂电池用有机-无机复合固态电解质存在的挑战和未来的发展趋势进行了展望。
新能源 2024年10月31日
碳骨架基三维金属锂负极研究进展及未来应用展望

碳骨架基三维金属锂负极研究进展及未来应用展望

摘要： 金属锂具有超高的理论比容量（3860 mAh·g−1）、 较低的还原电位（-3.04 V， 相对标准氢电极）和较低密度（0.534 g·cm−3）， 被认为是有发展前景的下一代电池负极材料。使用金属锂取代传统的石墨负极可大幅提升电池的能量密度。然而， 锂枝晶生长、 库仑效率低、 巨大体积膨胀等问题严重制约了金属锂负极的实际应用。采用具有大比表面积、 多孔结构、 质量轻的三维碳骨架稳定金属锂被认为是优化金属锂负极并推动其实际应用的最有效策略之一。为了实现碳基骨架与金属锂的有效复合， 引入诱导金属锂均匀形核和生长的亲锂位点是必不可少的， 亲锂位点也是推动碳骨架基三维金属锂负极大电流和大容量条件下应用的必要条件。从碳骨架结构以及亲锂位点种类、 作用方面， 总结了碳骨架三维金属锂负极的改性策略及研究进展， 讨论了碳骨架基三维金属锂负极在实际应用中的挑战， 并对未来发展及应用进行了展望。
新能源 2025年05月05日
硅基负极材料的研究进展

硅基负极材料的研究进展

摘要：近年来，随着新能源汽车的高速发展，对电池的比容量、循环效率以及安全性提出了更高的要求。硅基负极材料因超高理论比容量（4200 mAh/g）和丰富储量成为突破锂离子电池能量密度瓶颈的核心方向，但其产业化进程受制于锂化过程中>300%的体积膨胀及SEI膜动态破裂引发的结构失效。综述了国内外在硅材料与其他物质的材料制备、复合工艺、元素掺杂、结构设计、纳米化硅材料以及SEI膜研究等方面的前沿研究成果，并阐述了硅负极产业化方向的未来发展，为硅基负极的发展提供了重要参考。
新能源 2026年08月12日
燃料电池金属双极板的研究进展与展望

燃料电池金属双极板的研究进展与展望

摘要：质子交换膜燃料电池(PEMFC)双极板材料耐腐蚀与导电性能的协同优化是实现氢能高效利用的核心挑战。本文系统评述了铝合金、钛合金、奥氏体不锈钢及铁素体不锈钢等金属双极板的性能瓶颈和改性策略：铝合金和钛合金需依赖贵金属涂层(如Au/Ni-P、CrN)以平衡耐腐蚀性能与导电性能，这导致工艺复杂、成本高昂；奥氏体不锈钢通过Cr/Mo 协同优化可提升耐腐蚀性能，但其钝化膜增厚导致界面接触电阻超标；铁素体不锈钢虽然抗晶间腐蚀和点蚀能力提高，但延展性较差难以加工成型，且无涂层时其腐蚀电流密度较高。表面涂层(如CrN、导电高分子)技术虽能显著改善不锈钢双极板的耐腐蚀和导电性能，但工艺复杂且耐久性不足。本文回顾了上述各类型双极板材料的优缺点，探讨了通过高Cr 铁素体不锈钢的全新合金化策略，使得在改善其成型性的同时还能在无涂层状态下同步改善耐腐蚀和导电性能。最后，对PEMFC双极板材料未来的发展方向进行了展望。
新能源 2026年09月09日
连续碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料在先进核能领域的发展研究

连续碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料在先进核能领域的发展研究

摘要：先进核能系统的发展对核材料在多场耦合极端环境中的服役稳定性提出了更高要求。连续碳化硅纤维增强碳化硅（SiCf/SiC）陶瓷基复合材料具有低密度、高温力学性能优异、抗腐蚀、耐辐照等优点，且在外力作用下呈现“假塑性”断裂行为，被视为先进核能系统中极具应用前景的新型结构材料。本文首先从材料级、构件级、服役性能三个层面系统总结了核用SiCf/SiC复合材料的基础研究体系，分析了美国、法国、日本等传统核电强国，其他新兴核电国家和我国在核用SiCf/SiC复合材料领域的发展趋势，梳理了我国核用SiCf/SiC复合材料在原材料、数据积累和专利标准等方面存在的问题与发展面临的挑战，针对性地提出了相关措施与建议，包括加强材料制备技术研发、发展研发新范式、强化“产学研用”合作关系、在坚持以我为主的基础上加强国际交流等，以期为我国核用SiCf/SiC复合材料领域的研究方向及决策制定提供参考。
新能源 2024年08月07日
钙钛矿材料在环境催化领域的应用现状及进展

钙钛矿材料在环境催化领域的应用现状及进展

摘要: 日益严重的环境问题和有限的资源促使人们积极探索提高污染物处理效率的途径和方法. 多相催化剂在环境污染高效治理中扮演着重要的角色, 因此, 高活性和高稳定性新型多相催化剂的开发成为一项非常有吸引力和具有挑战性的任务. 钙钛矿材料因其高催化活性和稳定的晶体结构成为环境催化领域的研究热点. 我们综述了钙钛矿材料特性、 制备方法、 新型钙钛矿材料发展现状和在环境催化领域的应用现状, 并对其面临的挑战及未来发展方向进行了讨论.
新能源 2024年12月18日
高稳定性相变储能复合材料的制备及其光电转换性能

高稳定性相变储能复合材料的制备及其光电转换性能

摘要：文中采用溶液法制备了以聚乙二醇(PEG)为基体、聚乳酸(PLA)和碳纳米管(CNTs)为支撑结构的相变复合材料。通过微观结构发现，CNTs 在PEG相变复合材料中呈类“隔离”结构分布，显著降低了PEG相变复合材料的导电逾渗阈值，从0.46%（PLA/CNTs）降低至0.13%（PEG/PLA/CNTs）；且PEG/PLA/CNTs 相变复合材料在100 次的热力学循环测试中能够保持良好的热循环稳定性和化学结构，在160 ℃的高温环境中能够保持良好的形状稳定性，未出现PEG泄露和塌陷现象。在温敏响应行为研究中发现，PEG/PLA/CNTs 相变复合材料实现了PTC效应到NTC效应的转变；随着测试温度的提高，相变复合材料的能量储能平台逐渐变宽，最高可达37.2 min。在光-电-热效应测试中发现，PEG/PLA/CNTs 复合材料在不同的光照强度下均能体现出储能效果和光电转换效率（η），在150 mW/cm2光照强度下复合材料的η 值达到了42.9%，且随着光照强度的增加，复合材料的η 值随之上升。
新能源 2025年02月20日
共价有机框架材料在钠金属电池负极保护中的进展

共价有机框架材料在钠金属电池负极保护中的进展

摘要： 钠金属电池是一种利用钠金属作为负极的二次电池，具有钠资源丰富、能量密度高和安全性高等优势，成为一种新型电池技术正在飞速发展。然而，钠金属电池负极也面临着不可控的钠枝晶生长、“死钠”的产生、电解液-电极中间相不稳定等挑战，制约了钠金属电池性能的发挥。为了解决这些问题，开发稳定钠金属沉积/剥离界面层引起了研究者的关注。其中，共价有机框架(COFs) 材料作为一类由共价键连接的晶态多孔材料，因其可调的孔道结构、高比表面积和可修饰的骨架，在隔膜修饰、准固态电解质构筑以及钠负极界面层设计等钠金属负极保护方面已初步显示出巨大潜能。本文综述了近年来COFs 在钠金属电池负极保护中的研究进展，展望了未来存在的挑战与应用前景，为新型COFs 材料的设计、功能开发以及器件制备提供了新思路。
新能源 2026年01月14日
锰基锂离子电池材料界面调控策略的研究进展与挑战

锰基锂离子电池材料界面调控策略的研究进展与挑战

摘要：锰基锂离子电池材料因其资源丰富和成本优势，成为实现规模化储能应用的关键候选体系。锰基锂离子电池材料的发展历经三个阶段：早期研究聚焦于材料本征缺陷的识别，如尖晶石结构的Ｊａｈｎ-Ｔｅｌｌｅｒ畸变、层状材料的氧流失问题，揭示了锰溶解和相变引发的循环衰减机制。当前研究重心转向界面工程策略，通过表面包覆、离子掺杂及异质结构设计等多重手段协同优化电极/电解质界面稳定性，显著提升了材料在高电压下的结构完整性。近期趋势表明，先进原位表征技术与理论计算的结合，正推动界面动态演变机制的深入解析。但仍存在关键挑战：全固态电池中界面阻抗的调控尚未突破，极端工况（高温/高倍率）下的长效稳定性不足，以及缺乏普适性的界面设计理论模型。未来的研究可致力于开发仿生自适应界面层以应对复杂电化学环境，融合机器学习优化多尺度界面设计，并探索高兼容性固态电解质体系，从而推动锰基材料在下一代高安全、高能量密度储能系统中的实际应用。
新能源 2026年04月08日