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车载高质量密度固态储氢材料研究进展

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
核电站氢催化氧化催化剂研究进展

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
水系锌离子电池电解液的溶剂化结构调控策略

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
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
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
数据驱动储能电池新材料的筛选和设计

数据驱动储能电池新材料的筛选和设计

摘要：数据驱动新材料产业发展是第四研究范式促进材料创新, 加快材料应用的多学科多领域交叉融合的技术热点。机器学习(machine learning, ML)作为一种重要的数据驱动方法, 其结合第一性原理计算在材料科学、化学、物理学和计算机等跨学科领域展现出巨大的优势, 为储能电池新材料的快速发展带来了新的机遇。为帮助研究人员了解这一新兴领域, 本文系统地详述了高通量计算筛选和ML在储能电池材料研究中的最新进展, 概括和总结了目前国内外应用较为广泛的在线材料数据库, 举例介绍了新数据库的多层次构建, 分析了目前数据采集方面的一些难点。论文进一步介绍了ML方法在高通量计算筛选、材料性质预测、材料结构与电化学性能构效关系研究和材料设计方面的应用实例, 最后分析讨论了当前ML在储能电池领域面临的一些挑战, 并展望了该领域的前沿研究。
新能源 2024年08月07日
锂离子电池快充电解液设计策略

锂离子电池快充电解液设计策略

摘要：近年来，以石油为主要动力源的交通运输带来了环境污染和化石能源枯竭等负面问题，为了实现交通运输电气化，以锂离子电池为动力的电动汽车成为了焦点。现如今电动汽车技术在续航里程、安全和成本等方面都取得了长足的进步，但由于电动汽车的补能时间远长于内燃机汽车加油时间，因此备受消费者的诉病。为了增加市场渗透率，电动汽车需在5~10min内充满80%的电量，相应于5C以上的充电倍率，这被称为极速快充技术（XFC）。电解液作为正负极之间离子输运的通路，对锂离子电池的快充性能有着举足轻重的影响，优化电解液是实现高能量密度锂离子电池快速充电的重要方法之一。综述了新型快充电解液研究的最新进展，从促进锂离子在电解液中的快速迁移、降低锂离子去溶剂化能垒和设计高性能固体电解质界面的角度进行了评述，并对能提高快速充电能力的电解液进行了总结和展望。
新能源 2025年05月06日