直接氨固体氧化物燃料电池的电极设计与反应机制研究进展

摘要：氨(NH3)是一种储运成本低且本质安全性高的“零碳富氢”能源载体, 直接氨固体氧化物燃料电池(NH3-SOFC)技术是实现NH3能源清洁高效利用的有效途径, 在分布式发电、热电联供等领域具有重要的应用前景, 其技术突破关键在于开发新型高效的电极材料. 本文介绍了NH3-SOFC技术的研究背景、发展现状和工作原理, 重点介绍了近年来本课题组围绕NH3-SOFC的电极材料开发与反应模型构建方面取得的研究进展, 综述了不同电极材料体系的改进思路与优化策略, 并详细分析了导致不同电极材料性能差异的内在原因. 最后, 对NH3-SOFC技术的未来发展方向进行了展望.

新能源 2026年07月01日 1 点赞 0 评论 150 浏览

质子交换膜电解水技术关键材料的研究进展与展望

摘要：氢是碳中和能源系统的重要组成部分，为重工业和长途运输等难以脱碳的行业提供了一种可替代路径。可再生能源电解制氢是最可持续的制氢技术，为整合间歇性可再生能源提供了额外的灵活性，并可以作为季节性储能。质子交换膜(PEM)电解水技术具有电流密度高、运行压力高、电解槽体积小、整体性和灵活性好等优势，与波动性较大的风电和光伏有很好的适配性，但目前的主要挑战之一是其成本较高。本文对PEM电解水技术的成本组成及应用现状进行了总结，并详细分析了PEM电解槽中的关键材料、制备工艺及组件制造的研究进展。研究认为，通过新型的结构设计、制备策略和制造技术，可以提升贵金属催化剂的活性和利用率，减少膜厚度以降低欧姆极化，降低双极板的原料和加工成本，改善电解槽的结构设计和组装。最后提出了未来PEM电解水技术的研发方向和目标，通过材料性能的技术创新、组件制造工艺的优化、电解槽生产规模的扩大，能显著降低PEM电解水设备的成本，加速PEM制氢的规模化发展。

新能源 2024年05月05日 1 点赞 0 评论 303 浏览

大功率高性能钙钛矿型压电陶瓷的研究进展

摘要：【目的】讨探新型大功率压电陶瓷的设计和合成理论，以及满足高功率应用要求的新高性能压电材料的组分与工艺设计。【研究现状】 综述压电常数、机电耦合系数、介电损耗和机电损耗、居里温度等大功率高性能钙钛矿型压电陶瓷的性能指标和表征方法；国内外钙钛矿型压电陶瓷的研究进展，概括锆钛酸铅（lead zirconate titanate，PZT）基、钪酸铋-钛酸铅（bismuth scandiate-lead titanate，BS-PT）基、铁酸铋-钛酸钡（bismuth ferrite-barium titanate，BF-BT）基压电陶瓷和铌酸钾钠（potassium sodium niobate，KNN）基体系中的研究，总结元素掺杂、组分设计和制备工艺对不同体系压电陶瓷性能的影响规律。【结论与展望】认为随着超声波换能器、压电变压器、陶瓷滤波器以及压电超声马达等大功率器件在军事和高科技等领域的广泛应用，大功率高性能压电陶瓷市场潜力巨大，同时对压电陶瓷的机械品质、损耗、压电性能等也提出更高的要求。提出大功率压电陶瓷将面临机械品质因数与压电系数、机电耦合系数及居里温度之间存在相互制约关系，难以同时提高；通过掺杂调控相结构和采用织构化等制备工艺能提高压电陶瓷综合性能。认为无铅压电陶瓷虽然环境友好，但性能参数与铅基陶瓷的还有一定差距，但在整个压电陶瓷材料及其应用中将占很大份额。

新能源 2026年04月23日 1 点赞 0 评论 155 浏览

轻金属氢化物的改性研究扫码收听播客

摘要：氢气的储存与运输难题是制约氢能规模化应用的关键瓶颈,开发安全、高效的新型储运技术已成为当前领域的迫切需求。在各类储氢方案中,轻金属氢化物凭借较好的安全性备受关注,然而该类材料通常难以在动力学性能、热力学性能、储氢容量及循环稳定性之间实现良好平衡,这严重限制了其商业化应用。现有研究多通过纳米化、合金化及添加催化剂等手段优化储氢材料的热力学和动力学性能,但依旧难以实现其实际应用。近年来,引入外场为优化金属氢化物的储氢性能提供了新途径,并展现出显著的应用潜力。本文系统综述了轻金属氢化物储氢材料的传统改性与外场对其储氢性能的影响,尤其是光对金属氢化物的作用,旨在为金属氢化物材料储氢性能的进一步优化提供理论参考与实践方向。

新能源 2026年08月21日 1 点赞 0 评论 119 浏览

锶铁钼基双钙钛矿材料在固体氧化物电池中的应用

摘要：钙钛矿材料作为一种结构可调、易于合成的氧化物体系，根据其晶体结构特征可分为单钙钛矿、双钙钛矿和Ruddlesden-Popper 结构钙钛矿等结构类型，在电化学能量转换与存储器件中发挥着重要作用。其中，典型双钙钛矿结构材料Sr2Fe2-xMoxO6-δ(SFM)因特殊的晶体结构和可调控的化学组成，展现出优异的热稳定性、离子/电子混合导电性和催化活性，近年来在固体氧化物电池(Solid oxide cell，SOC)电极材料领域受到广泛关注。本文系统综述了SFM 基双钙钛矿材料在SOC 领域的应用及研究进展。首先综述了SFM 双钙钛矿的晶体结构及理化性质，随后重点分析了其在SOC 电极（燃料电极和空气电极）中的应用研究进展，深入探讨了SFM基电极在不同工况下的电化学反应机制及性能优化策略。最后，针对当前SFM 基电极材料在SOC 应用中面临的挑战，提出了未来的研究方向，旨在为高性能SOC 电极材料的设计与开发提供理论依据和技术参考。

新能源 2026年09月18日 1 点赞 0 评论 62 浏览

固态锂电池十年（2011—2021）回顾与展望

摘要：采用固体电解质取代液态有机电解液的固态锂电池，有望使用更高比容量的正、负极材料，从而实现更高比能量的电池体系，同时可彻底解决电池的安全性问题，符合未来二次电池发展的方向，是电动汽车和规模化储能的理想电源。为了实现兼具高比能量、高安全性、长寿命等特性的固态电池，进而推进全固态锂电池的实用化，2011—2021年间各国的科学家做了大量工作，并取得了许多突破性进展。本文以固态锂电池关键材料为出发点，回顾了2011—2021 年以来固态电池的研究进展，包括锂离子固体电解质材料，电极/电解质界面调控，固态电池技术等方面，总结了现在存在的挑战及解决方案，并对该领域未来可能的发展提出了展望。

新能源 2024年05月05日 1 点赞 0 评论 307 浏览

基于氧化物固态电解质的储能钠电池的研究进展

摘要：规模储能是碳中和多能互补生态系统中的关键一环，是连接清洁能源和智能电网的桥梁，是保障国家能源安全的重要举措，其中先进的二次电池是关键的核心技术。由于兼顾高功率密度、资源丰富等优势，基于氧化物固态电解质的钠电池(OSSBs)，尤其是以液态金属钠为负极的体系，已成为最有发展潜力和应用价值的规模储能技术之一。但是，目前的OSSBs在长循环稳定性、安全性和成本方面仍存在不足，阻碍其实际广泛应用。重要的是，如何在降低成本的同时，实现OSSBs中表界面电化学行为的有效调控及对储能性能的提升已经成为目前研究的重点。本文重点介绍了近年来OSSBs的研究进展，主要针对钠-硫电池和钠-金属氯化物电池等在内的典型体系，从OSSBs成本控制、运行温度降低以及应用可靠性优化等几个关键方面分析了国内外的发展，进而提出了对储能钠电池的未来展望。

新能源 2024年05月05日 1 点赞 0 评论 282 浏览

钠离子电池碳负极材料的研究进展

摘要：钠离子电池具有资源丰富和成本低等优势, 在大规模储能领域受到广泛的关注。开发具有高比容量和长循环稳定性的电极材料是钠离子电池走向应用的关键. 碳材料作为钠离子电池的负极材料, 具有可调控性高与稳定性好等优势, 具有应用潜力。目前, 研究较为广泛的碳材料主要包括石墨、无定形碳、杂原子掺杂碳、生物质合成碳, 但这些碳负极材料存在着钠-石墨化合物热力学不稳定、较大的体积变化以及初始库伦效率低等问题,制约了钠离子电池的发展与广泛应用。通过对碳材料的结构进行修饰改性及将其与电解液进行匹配, 可以有效提升其储钠性能。本文对这几类碳材料的结构特点、电化学性能、储钠机理、面临的问题、改进方法以及商业化前景进行总结, 为钠离子电池碳负极材料的发展提供新见解。

新能源 2024年05月17日 1 点赞 0 评论 295 浏览

钠离子电池储能技术及经济性分析

摘要：储能技术是构建能源互联网的关键支撑技术，是保障电网稳定运行、优化能量传输、消纳清洁能源、改善电能质量等的重要手段。电化学储能具备地理位置限制小、建设周期短等优势，是主流储能方式之一。目前，在电化学储能中发展最为成熟的是锂离子电池技术，但随着电动汽车普及和大规模储能应用，锂离子电池或将面临锂资源紧缺的问题。钠离子电池由于资源丰富、成本低廉、能量转换效率高、循环寿命长、维护费用低等优势，已成为目前储能技术的研究热点。本文对钠离子电池储能技术的可行性和经济性进行了分析，与当前主流储能技术进行了对比，从度电成本这一经济性角度分析了钠离子电池在大规模储能领域的优势，简要介绍了钠离子电池的应用场景及1 MW·h钠离子电池储能示范案例，并在此基础上给出了钠离子电池应用于储能电站的一些思考和建议。

新能源 2024年05月05日 1 点赞 0 评论 261 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 722 浏览