锗基金属卤化物钙钛矿电光效应的第一性原理研究

摘要:随着光学调制器需求的增长和发展,电光晶体的研究与探索日益重要。然而,目前实际可用的电光晶体种类有限,因此探索新型电光晶体成为一项紧迫任务。本文采用第一性原理计算软件ABINIT,结合密度泛函微扰理论和2n+1定理,系统研究了ABO3型钙钛矿结构的绿色能源材料代表CsGeX3(X=Cl、Br、I)晶体,通过分析电子和离子贡献对电光系数的影响,发现离子位移是影响电光系数的主要因素,其中Ge原子与卤素原子间的伸缩振动起主导作用,该振动增强了畸变八面体的极化率,从而提升了材料的电光性能。计算结果表明,空间群为R3m 的CsGeI3晶体电光系数可达-30. 51 pm/V,与典型电光晶体铌酸锂相当,展现出作为潜在电光晶体的应用前景。

核用耐磨耐蚀合金性能及制造工艺研究现状

摘要:综述了核电动作部件用现有耐磨耐蚀合金的研究现状,涉及合金的种类包括钴基合金、铁基合金、镍基合金以及高熵合金,其中对钴基合金的耐磨机理进行总结。归纳了动作部件的制造工艺,最后对核用耐磨耐蚀材料未来发展趋势进行了展望。

质子交换膜燃料电池膜电极关键材料及技术研究进展

摘要:为提升质子交换膜燃料电池的性能、寿命并降低成本,对其核心部件膜电极的关键材料及技术进展进行了综述。研究表明,采用介孔碳载体、高活性低铂催化剂、高透氧离聚物以及优化三相界面结构,能有效提升催化层反应效率与传质能力;发展薄型化与高温化质子交换膜可降低欧姆损耗并拓宽工作温度窗口;设计薄型化与集成化气体扩散层有利于增强反应气体传输与水管理。尽管这些材料技术有利于推动燃料电池低铂化、提高性能和寿命,但仍面临耐久性低、成本高及尚未规模化制备等问题。未来研究需聚焦材料创新、结构优化与工艺突破,以加速燃料电池的商业化应用进程。

泛氢燃料质子导体固体氧化物燃料电池研究进展

摘要: 在全球能源结构转型与碳中和目标驱动下, 质子传导型固体氧化物燃料电池(Proton-conducting Solid Oxide Fuel Cells, P-SOFCs)兼具中低温(400~600 ℃)高效发电、出色的燃料兼容性与高能量转换效率的优势, 成为清洁能源技术的研究热点。本文分析了泛氢燃料P-SOFCs 的发展前景, 围绕泛氢燃料电池技术瓶颈, 聚焦材料设计、反应机制以及表征手段三个核心维度, 综述了碳氢燃料与氨燃料P-SOFCs 体系的研究进展与技术挑战。针对碳氢燃料电池碳沉积问题, 深入探讨了碳沉积的形成机理、表征手段以及影响因素, 指出了重整催化剂改性、质子导体电解质优化和新型电极设计等前沿改进策略; 针对直接氨燃料电池(Direct Ammonia Fuel Cells, DAFCs)性能问题, 系统阐述了催化剂活性、载体种类、氮化腐蚀机制、氢分压、氨气流量以及阳极微结构等关键影响因素; 根据DAFCs的前沿工作, 总结了阳极改性、阳极催化层构筑以及新型电池结构设计等新型改进策略, 为推动泛氢燃料P-SOFCs商业化应用指明未来发展方向。

燃料电池金属双极板表面改性技术综述

摘要:文章从耐腐蚀性、导电性的角度,概述了燃料电池金属双极板的性能要求、表面改性涂层材料和改性加工方式,重点介绍了不同涂层材料表面改性的特点,及对金属双极板性能的影响,为燃料电池双极板的后续发展提供参考。

锂离子电池用硅基负极硅源材料及其制备研究进展

摘要:近年来,新能源汽车的飞速发展对电池的性能提出了更高要求,而传统石墨类负极材料的比容量较低,难以满足发展的需求。硅具有极高的理论比容量,作为负极材料能有效提高电池性能,具有巨大的发展潜力,而制备硅基负极的硅源材料、硅颗粒的形貌尺寸及其加工制备工艺对硅基负极性能有着重要影响。本文综述了硅基负极材料的最新研究进展,重点关注硅源材料的选择、硅纳米化工艺、硅基负极材料的制备等,提出了不同硅源和对应制备工艺在硅基负极材料制备过程中存在的问题和挑战,为锂离子硅基负极的发展提供重要的参考。

智能核电技术的发展及展望

摘要:为了提升核电厂智能水平,建成具备自诊断、自寻优、自适应等特征的智能核电厂,提出了“智能核电”技术构想,基于目前核电厂监控体系设计架构,给出了一种基于智能感知和执行机构、先进通信网络、智能工控平台和智能监控和管理平台的智能核电技术方案。在智能感知和执行机构中分析了如光纤传感器、异音检测和机器人技术在核电厂中的应用;给出了一种智能核电厂通信网络架构方案;研究了智能工控领域的启动顺控和先进控制技术,以及智能主控室功能方案;同时结合工业互联网、人工智能和大数据分析等智能技术,构建了基于运行管理中心、设备管理中心和生产作业中心业务为主的智能监控和管理平台方案,并分析了各业务中心应用业务场景。本文最后阐述了核电厂未来应用智能技术面临的挑战,并对智能技术在核电领域应用进行了展望和总结。

风电轴承钢球冷镦的可行性分析

摘要:针对原风电轴承大尺寸钢球热镦成形工艺耗时长,效率低,耗能大,且钢球组织不致密的问题,提出一种风电轴承钢球冷镦成形工艺。以直径50,65mm的钢球为例,建立了钢球棒料尺寸理论计算模型,对钢球冷镦成形过程进行仿真模拟并计算理论压碎载荷,冷镦后的球坯有明显的两极和环带,且等效应力分布均匀,直径50mm钢球的理论压碎载荷满足要求。实际加工验证的结果表明直径50mm钢球的压碎载荷满足要求,直径65mm钢球的内部组织致密,强度高。理论和试验均证明风电轴承钢球可采用冷镦成形工艺。

金属单原子催化剂用于稳定锂金属负极: 原理、进展和前景

摘要:电子器件和新能源汽车的快速发展促使人们不断追求具有更高能量密度的储能器件. 锂离子电池作为当前最主流的储能器件, 其负极材料以石墨为主, 然而石墨较低的理论比容量已无法满足高能量密度的发展需求. 锂金属负极具有极高的理论比容量和最低的嵌锂电位, 被认为是下一代锂离子电池最理想的负极材料. 但是, 锂金属负极在电镀和剥离过程中极易形成锂枝晶, 所带来的安全性和稳定性问题严重阻碍了其商业化应用. 近年来, 金属单原子(SACs)策略常被用来解决上述难题. SACs因其独特的局部配位环境、极高的表面自由能和接近100%的原子利用率, 能够促进锂离子在基底上的传输并诱导锂的均匀沉积, 在抑制锂枝晶生长方面展现出了极大的潜力. 基于此, 本文综述了近年来SACs应用于锂金属负极的研究进展, 从作用机制着手, 围绕五个维度, 包括SACs调控基底亲锂性、SACs提高碳基底结构稳定性、SACs修饰电池隔膜用于调控电解液中锂离子均匀分布、SACs加快去溶剂化动力学, 以及SACs提高电极表面扩散动力学, 对其在锂金属负极上的具体应用做了全面介绍, 并在此基础上提出了SACs应用于锂金属负极的主要挑战, 期望能为锂金属电池未来的发展提供思路.

磷酸铁锂正极材料的研究现状

摘要:磷酸铁锂正极材料具有比容量大、安全性高、性价比高以及循环寿命长等优点,被认为是最具应用前景的锂离子电池正极材料之一。论述了橄榄石型磷酸铁锂的晶体结构特征以及充放电反应机制,综述了近年来采用葡萄糖、活性碳和石墨烯等不同的碳源进行碳包覆, 硫离子、镁离子、镍离子、氟离子、钒离子、钠离子和银离子等不同金属离子和非金属离子进行离子掺杂以及蒸发诱导自组装法、碳热还原法和喷雾干燥法等不同合成方法进行材料纳米化等改性方式对锂离子电池磷酸铁锂正极材料的影响。最后简要分析了目前改性方法仍存在的问题,并对其前景进行了展望。