电化学储能材料及储能技术研究进展

电化学储能材料及储能技术是新能源利用和实现双碳目标的关键。本文结合上海电力大学上海市电力材料防护与新材料重点实验室的研究成果,综述了近年来电化学储能材料及储能技术的最新研究进展,包括锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池和超级电容器等,分析了各电化学储能技术目前存在的主要问题,从电化学储能机理的角度出发,介绍了正负电极、隔膜、电解质和集流体等电化学储能材料组成和结构的改进方法,为开发大容量、长寿命、高安全、低成本的电化学储能器件提供新的思路。最后,对电化学储能技术的未来发展趋势提出了展望,即探索全固态电池、金属-空气电池等新一代储能器件,拓展电化学储能器件在全温度、柔性条件下的适用性。     

水滑石基电极材料的结构调控及电化学储能应用研究进展

水滑石是一种具有层板金属阳离子可搭配、层间客体可替代和高分散性的二维层板状纳米材料,在能量存储与转换应用领域获得广泛的关注和研究.但由于水滑石自身存在容易聚集和电导率差并且在电化学循环过程中易粉化的问题,因此需对水滑石基电极材料进行针对性结构设计,从而提高其电化学性能.系统介绍了水滑石材料的结构与性质特点和当下对其结构...     

三聚氰胺树脂作为碳基材料前驱体在电化学储能电极材料中的研究进展

电极材料是影响电化学储能系统性能的主要因素，目前，对其性能改善的研究主要集中于结构的优化和杂原子的引入两个方面。以三聚氰胺树脂为前驱体制备的碳基材料凭借其丰富的孔道结构和高含量的氮原子掺杂双重优势，在电化学储能设备的电极材料的应用中表现出高电容性能和出色的循环能力。本文从活化法、模板碳化法、混合聚合物碳化法等孔道控制工艺，探讨了孔道结构对于材料性能的影响。针对当前主流研发的电池和超级电容器，对以三聚氰胺树脂为原料制备的碳基材料展开综述，并分析其研究现状与发展趋势。     

石墨烯在电化学储能领域应用的研究进展

自2004年石墨烯首次被发现以来,石墨烯已经成为了材料科学界最热门的话题。这股"石墨烯热"对电化学储能领域影响深远。石墨烯在电化学储能领域应用中,既可作为活性材料,也可作为非活性材料。我们将从这两方面分别概述石墨烯在金属离子电池、金属空气电池及超级电容器中的最新应用。     

三聚氰胺树脂碳基材料在电化学储能中的研究进展

电极材料是影响电化学储能系统性能的主要因素.目前,对电极材料性能改善的研究主要集中于结构的优化和杂原子的引入两个方面.以三聚氰胺树脂为前驱体制备的碳基材料凭借其丰富的孔道结构和高含量的氮原子掺杂双重优势,在电化学储能设备的电极材料的应用中表现出高电容性能和出色的循环能力.该文从活化法、模板炭化法、混合聚合物炭化法等孔道控制工艺,探讨了孔道结构对于材料性能的影响.针对当前主流研发的电池和超级电容器,对以三聚氰胺树脂为原料制备的碳基材料展开综述,并分析其研究现状与发展趋势.     

木质素基碳纤维复合材料在储能元件中的应用研究进展

基于木质素天然高分子成本低、可再生性、来源丰富、制备工艺简单以及结构可控等优势,将其制备成碳纤维并应用于超级电容器、可充电电池等储能元件,进一步发挥其充放电速度快、能量密度高和循环寿命长等优异的性能,已得到证实及应用。本文系统综述了近年来利用纺丝方法制备的木质素基碳纤维的过程工艺与纤维性能,并基于木质素基碳纤维在结构设计上的多样性,重点总结了不同木质素基碳纤维用作超级电容器和可充电电池电极材料所表现出的差异化电化学性能。此外,对木质素基碳纤维复合材料的发展前景和面临的挑战进行了展望,为木质素基碳纤维复合材料的下一步研究和开发提供思路。     

磷化钴材料在电化学能源领域的研究进展

当今时代,人类社会的发展日益依赖巨量的能源,这与不可再生资源有限的储量相矛盾,发展绿色清洁、高效可持续的可再生能源和能源利用技术迫在眉睫。磷化钴材料作为过渡金属磷化物的重要一员,由于其对氢的优异吸/脱附性能和特殊的晶体结构,广泛应用于电解水、超级电容器和二次电池等电化学能量储存与转化领域。然而目前磷化钴材料的应用还存在很多缺陷,在电解水反应中活性组分易分解,结构稳定性差;在超级电容器使用中活性位点暴露不足、电导率偏低;作为锂/钠离子电池电极材料在充放电过程中存在巨大的体积变化而导致循环稳定性降低等。本文对磷化钴的晶体结构、制备方法及改良方法作了总结,对其应用于电解水、超级电容器和锂/钠离子电池的生效机理和发展近况进行概述。最后提出了存在的问题和未来的发展方向。     

无机纳米阵列材料的制备及其在储能电极领域的应用

无机纳米阵列结构是近几十年发展起来的、在储能电极领域有广阔应用前景的一类纳米材料。作为一种三维纳米尺度的有序组装体,其具有优异的电导通性、规则有序的电子传递、超高的比表面积、丰富的材料种类选择、可设计的表界面结构和晶体结构,使得其在能源存储与转化领域有着重要的应用。介绍了无机纳米阵列结构的制备方法以及其在储能电极领域的应用,总结了该领域近年来的一些研究进展,并对其发展前景进行了展望。     

金属富磷化物储能研究进展与展望

磷基负极材料具有较高的理论容量和中等的氧化还原电位,且原料在储量和成本方面有极大的优势,因此其在钠、锂离子电池负极材料方面具有重要的应用前景。但红磷由于极低的电子电导率和过大的体积膨胀导致电化学活性衰减速度快,循环性能差,而黑磷导电性可达105 S/m,结构致密导致其本征倍率性能较差,两者的缺点限制了单质磷作为负极材料的实际应用。通过向单质磷中引入少量金属元素可以形成性质独特的金属富磷化物MP_x (x≥2),一方面可以通过金属元素电子注入实现金属富磷化物电子导电性的跨越式提升,另一方面还可以形成较为空旷的晶体结构提供更快的反应动力学并有效地抑制体积膨胀,因此兼具高容量和优异电子/离子输运特性的金属富磷化物MPx是极具潜力的钠、锂离子电池负极材料。主要综述了金属富磷化物材料的组成结构特点,重点阐述金属富磷化物在储能机理和改性策略方面的最新进展。     

蓬勃发展的电化学储能材料

能源是21世纪最重要的主题之一.目前,随着化石燃料(煤炭、石油、天然气等)的不断消耗以及带来的环境污染问题,人们对可再生清洁能源(太阳能、风能等)的需求越来越渴望,这也是社会可持续发展的必然选择.然而,新能源迅速发展的同时,"三弃(弃风、弃光、弃水)"现象正持续恶化.储能是实现新能源多功能、绿色和高效利用的重要环节,受...     

石墨烯基材料的组装和电化学储能应用

石墨烯作为一种新型二维碳材料,因其独特的结构和优异性质受到广泛关注,在众多领域具有广阔的应用空间。然而由于石墨烯片层间存在较强的相互作用,在实际应用过程中极易发生团聚,从而造成片层利用率低以及性能的急剧降低。因此,利用石墨烯的二维基元结构特点,通过组装实现石墨烯片层的有序性搭接以提高其片层的利用率,对石墨烯材料的实际应用具有重要意义。本文归纳了近年来不断出现的石墨烯基材料的组装体及组装方法,重点介绍了不同形态石墨烯组装体的结构特点及其在电化学储能器件中的潜在应用。     

石墨烯在电化学生物传感器领域的研究进展

石墨烯以其高的导电性、大的比表面积和良好的生物相容性等优点在电化学领域得到了广泛研究。本文介绍了近5年来石墨烯材料在电化学生物传感器领域的研究进展,简单探讨了石墨烯发展存在的问题。     

Recent Developments in the Dyeing of Stretch Materials

At the present time, the preferred method for dyeing nylon-wool stretch fabrics is to use selected acid dyes for both fibres in conjunction with a bifunctional dyebath assistant that allows easy control of levelling as well as of the depth of colour on the two fibres. A product of this type, viz. Erional PW (Gy), is discussed in detail. This new dyeing assistant is also useful when dyeing blends containing elastomeric polyurethane fibres together with nylon or nylon and wool.     

Recent Developments in Solid Oxide Fuel Cell Materials

Recent developments in solid oxide fuel cell (SOFC) materials and stacks have been reviewed mainly from the viewpoint of the materials chemistry associated with stack development. Firstly the general features of SOFCs are described to clarify the materials problems which need to be solved and the technology that needs to be developed. The main, characteristic features of conventional SOFC materials are described with the emphasis put on the materials problems associated with the respective materials. Then the materials problems associated with stack development are described for tubular stacks and for planar stacks with oxide interconnect and with metal interconnect. Finally, new materials, design and processing are discussed in relation to new applications of SOFCs. The emphasis is placed on the fact that these are new challenges and therefore a more fundamental strategy for materials and stack development should be constructed on the basis of the materials science and technology developed mainly for conventional materials.     

聚氨酯水声材料研究进展

介绍了聚氨酯材料的水声特性,并重点评述了聚氨酯水声吸声材料、水声透声材料和水声反声材料的研究进展。     

硫系红外玻璃材料耐辐射性能研究进展

硫系玻璃在航空航天、核子反应监测与探测等领域有着广阔的发展前景和重要的应用价值,是目前光电子技术领域中最受关注的材料之一。本文对近年来国内外关于硫系玻璃耐辐照性能研究的相关情况进行了综合评述,重点阐述了硫系玻璃在γ射线辐照环境中的损伤机理,同时对影响耐辐照性能的因素进行分析,提出了增强硫系玻璃耐辐照性能的可行途径,最后展望了未来该领域的研究方向和发展前景。     

Recent Development in Nanoconfined Hydrides for Energy Storage

Hydrogen is the ultimate vector for a carbon-free, sustainable green-energy. While being the most promising candidate to serve this purpose, hydrogen inherits a series of characteristics making it particularly difficult to handle, store, transport and use in a safe manner. The researchers’ attention has thus shifted to storing hydrogen in its more manageable forms: the light metal hydrides and related derivatives (ammonia-borane, tetrahydridoborates/borohydrides, tetrahydridoaluminates/alanates or reactive hydride composites). Even then, the thermodynamic and kinetic behavior faces either too high energy barriers or sluggish kinetics (or both), and an efficient tool to overcome these issues is through nanoconfinement. Nanoconfined energy storage materials are the current state-of-the-art approach regarding hydrogen storage field, and the current review aims to summarize the most recent progress in this intriguing field. The latest reviews concerning H₂ production and storage are discussed, and the shift from bulk to nanomaterials is described in the context of physical and chemical aspects of nanoconfinement effects in the obtained nanocomposites. The types of hosts used for hydrogen materials are divided in classes of substances, the mean of hydride inclusion in said hosts and the classes of hydrogen storage materials are presented with their most recent trends and future prospects.