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

共价有机框架材料在水系锌离子电池正极中的应用

摘要： 水系锌离子电池（AZIB）因其成本低、安全性高和环境友好等特性而备受关注。目前，AZIB 正极材料主要为无机材料，其锌离子扩散动力学迟缓、库仑效率不高、循环稳定性欠佳以及环境危害性等问题，严重制约了它的应用。共价有机框架材料（COF）作为一种新型有机正极材料，以其高比表面积、高孔隙率、优异的电化学性能以及环境友好特性受到关注。本文综述了COF 应用于AZIB 正极中的最新研究进展，包括含羰基、含氮和其他正极材料的设计策略和性能，并探讨了当前面临的挑战和未来发展机遇。

新能源 2026年01月13日 1 点赞 0 评论 206 浏览

面向冷能高效利用的管道关键技术与挑战

摘要：在“碳达峰、碳中和”战略背景下，冷能作为一种新型绿色能源得到广泛关注和重视。一系列新型冷能利用技术应运而生。然而，目前冷能产业面临利用率低、顶层规划缺乏、关键技术创新不足、规模化应用受限等难题。文章对冷能综合高效利用、低温材料、管道设备等关键技术进行总结与展望。管道系统作为冷能产业的重要基础设施，通过分析其工作状态、潜在风险与失效形式、关键技术等，明确冷能产业管道技术面临的挑战和冷能利用管道技术的发展趋势，提出面向冷能高效利用及其管道发展建议，以期为冷能产业高质量发展、高效稳定运行、安全保障和节能减排提供强力支撑。

新能源 2026年04月03日 1 点赞 0 评论 132 浏览

极端条件下锂离子电池失效机制研究进展

摘要：随着现代科技的迅猛发展，对能在极端环境下稳定工作的能源存储系统的需求日益增长，特别是在无人机、电动汽车、深海探测等前沿领域。锂离子电池因其高能量密度、长寿命、无记忆效应等特性，成为满足这些极端环境下能源需求的理想选择。但是，极端的温度、冲击、压力等恶劣条件对电池的性能和安全性提出了严峻挑战。本文综述了近年来关于锂离子电池在不同极端环境下的失效行为及失效机制，重点从电池内部材料结构的变化、锂离子传输以及电化学反应等方面出发，探讨了锂离子电池在各种极端条件下的内部材料失效机理。最后，文章总结了目前锂离子电池应对极端环境的主要改善措施。希望这些研究能够给未来设计更加耐用、高效的锂离子电池提供指导，促进锂离子电池在更广泛领域的发展。

新能源 2026年05月09日 1 点赞 0 评论 112 浏览

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 1 点赞 0 评论 72 浏览