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智能核电技术的发展及展望

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。
新能源 2026年03月25日
稀土在镁基储氢材料中的应用研究进展

稀土在镁基储氢材料中的应用研究进展

摘要:氢气的高效安全储存和运输是实现氢能利用的关键环节,镁基储氢材料因其高储氢密度、优异的循环性能以及资源丰度,被视为具有应用前景的氢气储存和运输介质之一。然而,镁基氢化物存在热力学稳定性较强、动力学反应过缓以及储氢系统技术要求较高等特点,严重制约了该类材料的规模化应用。近年来,研究人员已成功借助多种机制向镁基储氢材料中引入稀土元素或稀土化合物,显著提升了材料的吸放氢性能。本文系统总结了近年来稀土在镁基储氢材料中的应用研究进展,重点探讨了稀土在镁基储氢材料设计、制备技术、合金化、结构特性以及作为添加剂或催化剂等方面的作用,并对未来的研发方向进行了展望。
新能源 2026年03月24日
固体氧化物电池高熵电极催化剂的发展现状及展望

固体氧化物电池高熵电极催化剂的发展现状及展望

摘要：固体氧化物电池(SOCs)作为高效、清洁的能源转换装置，能够实现化学能和电能的高效可逆转化，在分布式发电、工业余热利用及低碳能源系统中展现出战略价值。然而，传统电极材料中电催化活性与稳定性的相互制约、高温下的元素偏析与界面退化等问题，严重限制了电池效率与使用寿命。近年来，高熵工程通过高构型熵诱导的高熵效应、晶格畸变效应、迟滞扩散效应及鸡尾酒效应，为突破电极材料性能瓶颈提供了新途径。本文综述了近年来报道的高熵SOC电极，进一步阐述了高熵材料四大效应对SOC电极反应的催化活性、离子/电子传导能力及长期运行的结构稳定性的影响机制。基于此，本文指出通过多主元设计实现界面反应动力学以及热-机械稳定性的协同提升是高熵SOC电极设计的关键。本文系统总结了高熵电极材料在提升SOC关键性能方面的研究进展，突出了其在增强电极活性、抗毒化能力及热稳定性方面的潜力，并就未来研究所面临的核心挑战与发展机遇进行了探讨。
新能源 2026年03月23日
超薄锂箔制造及其在预锂化中的应用

超薄锂箔制造及其在预锂化中的应用

摘要：新型超薄锂箔相较于传统锂箔在锂金属电池中表现出更高的能量密度、更好的安全性以及更低的材料成本. 然而, 超薄锂箔的工业生产面临严峻挑战, 主要源于生产过程中可能出现的褶皱和损坏, 以及工艺的复杂性. 因此, 亟需改进或开发新的制造方法以满足工业化需求. 另一方面, 为了提高锂离子电池的首次库伦效率(ICE)和延长循环寿命,锂箔常用于在电池循环前补充首圈充放电过程中消耗的正极侧活性锂. 然而, 过量锂金属与电解液的副反应会显著影响电池的寿命和安全性. 基于此, 本综述将重点讨论传统锂箔制造所面临的问题, 并结合相关实例分析解决这些问题的具体策略. 同时, 概述新型超薄锂箔制备方法, 并评估其在工业应用中的可行性. 此外, 本文还总结了锂箔在预锂化中的应用, 提出超薄锂箔制造与预锂化相结合的发展趋势. 本综述旨在为该领域的研究人员提供宝贵的见解与启发,成为推动锂箔制造和应用创新的综合性参考资源.
新能源 2026年03月23日
基于机器学习与第一性原理筛选锂离子电池钒基电极材料

基于机器学习与第一性原理筛选锂离子电池钒基电极材料

摘要：鉴于成本效益、资源丰富性, 钒基锂离子电池电极材料成为科研热点. 通过机器学习模型与第一性原理计算对钒基材料数据库建立了筛选-验证流程, 旨在发现优异潜在钒基电极材料. 从Materials project 提取出了4694条钒基数据, 并通过pymatgen (Python Materials Genomics)计算了最大理论容量. 相关性研究发现密度对于钒基材料理论容量的影响比较关键, 经三种机器学习算法联合预测对比, 遗传算法确定超参数的深度神经网络算法(DNN)效果最佳, R2 为0.771. 并通过DNN 算法的SHAP 分析进一步证明. 经模型预测, 根据密度特征选取原始数据集前0.5%数据, 最终确定了26种潜在钒基电极材料. 经机器学习与第一性原理计算验证, 确定了三种理论容量均大于650 mAh/g, 开路电压分别为2.56、0.64、0.49 V的钒基正负两电极候选材料. 这一流程不仅可用于对钒基电极材料的发现, 并有望在不同材料体系扩展.
新能源 2026年03月20日
多孔有机笼用于能源转换及储存的研究进展

多孔有机笼用于能源转换及储存的研究进展

摘要：在国家能源结构转型和可持续发展战略的推动下, 高效储能及能量转换新材料与技术的开发正面临关键挑战.其中, 对新型能量储存载体的探索及物质/电荷传输机制的深入研究, 已经成为该领域的热点. 多孔有机笼(Porous OrganicCages, POCs)作为一类新兴多孔材料, 凭借其结构可调性, 既可通过骨架功能化修饰, 又可利用离散型纳米空腔及表面结合位点将功能单元与笼结构整合, 从而成为构建功能复合材料的理想基元, 在光电能量转换与存储领域展现出广阔的应用前景. 本文综述了多孔有机笼的设计与合成策略, 重点总结了POCs功能材料在能量转换与储存方面的研究进展, 并进一步探讨了其在该领域发展中面临的挑战及未来发展方向, 以期为能源导向型POCs 材料的合理设计及应用提供参考.
新能源 2026年03月20日
钠离子电池硫酸铁钠正极的关键问题及设计策略

钠离子电池硫酸铁钠正极的关键问题及设计策略

摘要：钠离子电池具有资源丰富和低成本优势, 是锂离子电池的有益补充, 有广阔的应用前景. 正极材料是关系钠离子电池成本的关键, 因此开发低成本、高性能的正极材料对推动钠离子电池应用具有重要意义. 具有Alluaudite 型三维框架的硫酸铁钠正极材料不仅结构稳定、能量密度高, 且其原料来源广泛、环境友好, 是一种有竞争力的低成本钠离子电池正极材料. 然而, 硫酸铁钠材料面临着本征电导率低、界面性质活泼以及合成过程中容易出现杂相等问题, 限制了其在大规模储能体系中的应用. 本综述从材料晶体结构、钠离子脱嵌机制出发, 总结了其合成方法以及所面临的关键问题, 并从非化学计量比设计、元素掺杂、碳层包覆等角度详细概述了其改性策略, 最后介绍了该材料的产业化进程. 本综述为进一步提升硫酸铁钠的电化学性能提供了设计策略, 有望推动其商业化应用进程.
新能源 2026年03月19日
太阳电池中的卤素取代的间隔阳离子基2D钙钛矿

太阳电池中的卤素取代的间隔阳离子基2D钙钛矿

摘要：二维钙钛矿（2D）材料由于其高稳定性而备受关注，但其光电转换效率仍有提升的空间。设计有效的间隔阳离子是提高2D钙钛矿太阳电池光电性能的关键方法。其中，卤素取代是一种有效策略，可调节钙钛矿晶体结构的稳定性和光学性质，提高光电转换效率和长期稳定性。近年来，基于不同卤素取代的间隔阳离子2D钙钛矿在制备高性能钙钛矿太阳电池上取得了显著进展。本文首先概述了不同间隔阳离子的2D钙钛矿材料及器件的发展现状，然后重点综述了基于氟、氯、溴等卤素单取代和多取代的间隔阳离子在制备2D钙钛矿太阳电池（PSCs）和用于3D钙钛矿表面修饰的研究进展。最后，我们对其目前面临的挑战和未来发展方向进行了简要展望。
新能源 2026年03月18日
无负极钠电池负极侧关键问题及界面设计

无负极钠电池负极侧关键问题及界面设计

摘要：相比锂离子电池，钠离子电池在资源、成本、安全、功率性能和低温性能等方面都具有较大优势。然而，目前的钠离子电池能量密度较低，为了开拓更广阔的应用空间，开发高比能钠电池是目前学术界和产业界关注的热点。近年来，无负极钠电池（AFSBs）因其在能量密度、工艺安全性和整体电池成本方面的优势而受到广泛关注。但该体系中存在固态电解质界面（SEI）破裂、副反应增多、枝晶无序生长以及死钠的产生易导致快速的容量衰减，电池循环寿命较短等缺陷。这些挑战可归因于以下三个关键问题：钠的高反应活性、循环过程中钠的不均匀沉积行为以及剧烈的体积膨胀。针对上述问题，本文围绕集流体-钠界面与钠-电解质界面，阐释了AFSBs负极侧促进无枝晶生长的设计方法，包括设计亲钠涂层、构建多孔骨架结构调节钠成核过程以及设计坚固的SEI界面层，进一步引导钠的均匀沉积与剥离，最终构建长寿命的AFSBs。最后展望了AFSBs的未来研究方向及应用前景。
新能源 2026年03月17日
高性能锂硫电池的光辅助策略

高性能锂硫电池的光辅助策略

摘要：锂硫电池因其较高的理论比容量和能量密度等优势被人们所重视，但由于硫物种转化动力学缓慢、“穿梭效应”等问题限制了其商业化进程。对此，研究人员利用光催化效应开发了锂硫电池的光辅助策略，这种新兴的策略不仅能够提高催化剂的吸附和催化性能，还能从热力学和动力学两方面提升电池性能，并通过光充电机制实现太阳能的存储与释放。本文根据最近的研究，详细介绍了光辅助锂硫电池的光电化学原理，讨论了光催化剂和光正极的设计策略，以及光学窗口和封装材料的选择，回顾了光正极的典型配置和光辅助锂硫电池的研究方法，以期引起同业者的广泛关注并为深入理解与改进光辅助锂硫电池提供参考。
新能源 2026年03月13日