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水系锌离子电池功能隔膜材料研究进展

水系锌离子电池功能隔膜材料研究进展

摘要：水系锌离子电池（Ａｑｕｅｏｕｓ　Ｚｉｎｃ　Ｉｏｎ　Ｂａｔｔｅｒｉｅｓ，ＡＺＩＢｓ）作为近年来新兴的电化学储能装置，因其高能量密度、低成本以及高安全性，在众多金属离子电池中脱颖而出。然而不可避免的枝晶生长、析氢反应（ＨＥＲ）和钝化层生成等问题降低了锌负极的稳定性，成为ＡＺＩＢｓ发展的瓶颈。其中隔膜作为电池中的重要部件，确保了电池的安全运行，在实际应用中，为克服玻璃纤维隔膜的本征问题，功能隔膜策略作为提高ＡＺＩＢｓ性能的有效方法而受到欢迎。论文系统地总结了功能隔膜材料在ＡＺＩＢｓ中的最新研究进展，重点关注改性隔膜材料的设计策略及机制探究。最后，介绍了当前功能隔膜材料发展的制约因素和未来潜力。
新能源 2025年10月09日
自修复聚合物在电化学储能领域的研究进展

自修复聚合物在电化学储能领域的研究进展

摘要：自修复聚合物材料能够自行修复在加工和使用过程中产生的微观或者宏观损伤，从而解决材料内部微裂纹难以检测和修复的问题，保持其结构和功能的完整性。将自修复聚合物应用于电化学储能器件中，可有效提升器件的安全可靠性和使用寿命，成为近年来的研究热点之一。本文概括介绍了外援型和本征型自修复聚合物材料的修复机理，着重总结了不需要修复剂、且可实现多次可逆修复的本征型自修复聚合物应用于电化学储能领域的研究进展，以储能器件的电极、电解质以及界面为出发点，综述了自修复功能聚合物分别作为高比能电极黏结剂、界面修饰层、可自修复电解质的研究进展，阐述了自修复机理及其对储能器件电化学性能的影响规律，探讨了自修复聚合物材料在储能领域未来的发展方向。
新能源 2024年05月06日
地下储氢库发展现状及气藏型储氢库高效建库十大技术挑战

地下储氢库发展现状及气藏型储氢库高效建库十大技术挑战

摘要：地下储氢技术利用地下构造空间实现氢气大规模高压气态储存，具有安全性高、成本低、规模大、周期长的优势，但中国地下储氢库研究起步较晚，尚无地下构造空间储氢实践，亟待形成完整的地下储氢库高效建库方案。为此，在总结国内外用于地下储氢构造空间的类型，回顾地下储氢技术发展历史与现状的基础上，系统梳理了气藏型储氢库高效建库亟待解决的十大技术挑战，研究结果表明：①气藏型地下储氢库的潜在库址与新能源发电资源具有高度的空间重合，便于绿电就地消纳，最适宜我国大规模发展；②气藏型地下储氢库高效建库需重点解决十大技术挑战，即完整性与选址地质评价、氢气与储层介质的反应机理、氢损耗及氢纯度对储氢效率的影响、垫层气类型与占比优选、注采渗流理论与库容设计、氢用特种管材及管道工程关键技术、建库及注采工程关键技术装备、运行期监测与动态分析、风险评估与应急处置方案、生命周期评估等。结论认为：①中国发展地下储氢库具有潜在枯竭/ 衰竭气藏库址众多的资源优势，复杂地质条件储气库创新实践的技术优势，氢能产业链上下游协同发展的产业优势和未来市场应用前景广阔的规模优势，具备实现工业化发展的条件和基础；②针对气藏型储氢库建库难题，需开展系统性技术攻关，构建地质综合选址评价体系，优化储库注采运行方案，研发氢用配套管材与设备，形成运营监测与风险管理系统，建立适应中国地质条件的综合建库理论技术体系。
新能源 2024年05月20日
水系锌离子电池负极界面双电层结构调控及先进表征研究进展

水系锌离子电池负极界面双电层结构调控及先进表征研究进展

摘要：近年来, 水系锌基电池因其本征安全性以及资源丰富的特点引起了研究者的广泛关注. 然而, 由于锌负极与电解液界面稳定性差, 极大地降低了锌负极的循环稳定性, 阻碍了水系锌离子电池的发展. 双电层的结构是控制负极界面性能的关键因素, 但由于表征技术的限制, 对其微观层面的理解仍处于起步阶段. 本文系统地讨论了双电层的结构、界面反应机制、调控策略以及对双电层的先进表征和理论模拟方法. 重点关注了水体系下锌负极界面处双电层的结构演化机制、锌离子溶剂化结构和界面双电层的调控策略以及双电层的先进表征方法, 为锌负极界面双电层调控及表征提供了参考和借鉴意义.
新能源 2025年12月15日
低成本大规模绿色氢电生产与低成本大容量长时储能

低成本大规模绿色氢电生产与低成本大容量长时储能

摘要：能源是国民经济的命脉。发展高效低成本大规模绿色氢/电生产技术和低成本长时氢/电储存输运技术，可为巨量CO2减排和足量廉价绿色氢/电供给提供可靠的核心支撑，并为构建新型绿色能源供给体系、保障国家能源安全和实现“双碳”目标提供战略性科技保障。基于该背景，本文分析了当前我国能源供给结构的根本性缺陷和重大需求，阐明了化石能源和可再生能源转化的本质，并指出了能源转化过程中的三个关键科学问题：可再生能源制氢等载能体的高效转化及存储机制、波动性电源直接制氢等载能体的系统集成及优化、含碳能源制氢等载能体与转化利用过程的多目标有机统一。针对关键科学问题，本文综述了能源科学领域近年来通过自然科学和基础科学等多学科交叉所取得的主要进展和成就，探讨了前沿研究方向和科学基金资助战略。
新能源 2026年03月04日
锂离子电容器正极材料的研究进展

锂离子电容器正极材料的研究进展

摘要:锂离子电容器是介于锂离子电池和超级电容器两者之间的储能器件,兼具高能量密度和高功率密度,被认为是最有前途的电能储存系统之一。本文总结近年来碳基和嵌锂型正极材料的研究进展,详细介绍碳基和嵌锂型电极材料的分类和改性方法。为提高锂离子电容器的使用性能,通过微观结构调控、表面修饰、掺杂改性及复合材料等手段进一步优化正极材料,进行正负极动力学匹配,综合提高其电化学性能。最后梳理出未来锂离子电容器正极材料的研究热点集中在对正极材料微观结构的调控优化、元素掺杂和表面改性以及与其他材料复合等方面,并指出未来发展方向在于优化碳材料的结构与组成、克服倍率和循环性能的限制以及开发在高压下更稳定的正极材料等。
新能源 2024年05月06日
MXene储氢：理论与实验研究结果及未来展望

MXene储氢：理论与实验研究结果及未来展望

摘要：【目的】为了探讨氢能源的高效应用和存储安全，研究二维材料MXene在储氢中的理论和实验研究成果。【研究现状】综述MXene结构和储氢应用、理论研究成果和实验研究结果，MXene具有表面化学性质可调节、结构灵活和比表面积高的特点；概括单层和多层MXene储氢的理论研究成果，强调过渡金属元素和表面官能团在优化氢吸附能力中的作用；总结MXene储氢的实验研究结果，展示MXene在低温下和接近室温条件下储氢的潜力；理论预测与实验结果的比较分析强调进一步实验验证和计算优化的必要性。【结论与展望】提出为了提升MXene储氢性能，应关注缺陷工程、层间距优化和机器学习辅助筛选，以提升MXene作为氢储存材料的实用性。
新能源 2026年04月24日
光热催化材料的结构设计、合成及其应用研究

光热催化材料的结构设计、合成及其应用研究

摘要：如何全方面、高效的利用太阳能是引领光催化材料发展的动力，其中光热协同催化由于可以利用全光谱太阳光来激发光催化和热催化之间的协同作用以实现太阳能的高利用效率，受到研究者的极大关注。综述了光热协同催化材料的设计合成、性能优化和实际应用现状，并对光热催化材料的未来发展趋势进行了展望。
新能源 2024年05月06日
钙钛矿太阳能电池中顶电极的研究进展

钙钛矿太阳能电池中顶电极的研究进展

摘要：继硅基太阳能电池之后，又迅速崛起了一个有机－无机杂化钙钛矿太阳能电池（Perovskite solar cells,PSCs），目前它认证的最高光电转换效率（Photoelectric conversion eddiciency,PCE）已经达到25.5%，被认为是最具有应用前景的新型太阳能电池，其中，顶电极是钙钛矿太阳能电池的重要组成部分。主要阐述了顶电极材料的研究进展，综述了金属电极和碳电极的界面调控和改性处理，提出了金属电极和碳电极材料的优势与挑战，并对顶电极在低制造成本和长期稳定性的应用方向进行了展望。
新能源 2024年05月06日
光电催化矿物材料的制备及应用研究进展

光电催化矿物材料的制备及应用研究进展

摘要：光电催化技术是解决环境污染和能源短缺问题最具应用前景的方法之一。基于半导体矿物的光电化学性质或非半导体矿物的天然物理特性，将矿物与光电催化功能体复合构建的光电催化矿物材料具有成本低、环境相容性好、性能优异等特点，其在矿物利用的新兴领域受到了广泛关注。本文在限定了光电催化矿物材料研究是否属于矿物应用范畴的基础上，介绍了光电催化矿物材料包含的矿物组分及特征，提出了光电催化矿物材料的分类，并对光电催化矿物材料的制备方法及矿物增强光电催化活性的机制进行了讨论。最后，概述了光电催化矿物材料用于水中污染物治理、光电催化水分解产氢、CO2 能源化等领域的研究现状；指出应重点关注矿物本征光电属性、有效建立材料复合结构与效能的联系、明确材料矿物学属性影响光电催化的机制等问题，拓展光电催化矿物材料在新能源、化学品合成和矿物/微生物作用等领域的应用研究。
新能源 2024年11月27日