激光合成技术制备电化学功能材料的应用研究进展

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作者 安亭慧 项东 +4 位作者 李嘉琦 王佳伟 于舒溟 王楠 蔡克迪 《无机化学学报》 北大核心 2025年第9期1731-1754,共24页

激光技术是近年来一种应用广泛的合成技术,具有一定的可控性、低接触性和低污染性,其操作简单高效,能够减少材料浪费和能源消耗,降低对环境的影响。利用激光合成技术制备出的具有多孔结构的电化学功能材料在储能领域,如光电催化、电池... 激光技术是近年来一种应用广泛的合成技术,具有一定的可控性、低接触性和低污染性,其操作简单高效,能够减少材料浪费和能源消耗,降低对环境的影响。利用激光合成技术制备出的具有多孔结构的电化学功能材料在储能领域,如光电催化、电池、超级电容器等方面,有着良好的应用前景。激光合成技术的应用,能够实现资源的高效利用和环境的可持续发展。本文综述了激光合成技术的原理及其在储能及生物传感方面的应用,对激光的机遇与挑战进行了讨论。随着激光合成材料研究的持续深入,其在能量存储领域的应用技术正迎来加速发展。 展开更多

关键词 激光合成 能源存储 电化学 功能材料

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电化学能源转化膜与膜过程研究进展 被引量：6

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作者 王保国 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期179-187,共9页

由于可再生清洁能源发展和交通运输电动化,迫切需要大规模电化学能源转化与储存装置.电化学体系包含氧化/还原两个部分,需要用膜将氧化剂和还原剂隔开,同时还需要通过离子传导膜连通内电路,实现连续的电化学反应.本文针对能源转化与储... 由于可再生清洁能源发展和交通运输电动化,迫切需要大规模电化学能源转化与储存装置.电化学体系包含氧化/还原两个部分,需要用膜将氧化剂和还原剂隔开,同时还需要通过离子传导膜连通内电路,实现连续的电化学反应.本文针对能源转化与储能技术需求,阐述近年来发展的高稳定性离子传导膜制备方法,以燃料电池、液流电池、电解水制氢过程为对象,分析电化学能源转化过程对离子膜的性能要求.在归纳能源转化膜过程、共同科学原理和技术特征基础上,讨论膜电化学反应器的基本内涵;阐明膜电极能够将“膜分离”与“膜催化反应”集成于一体,强调膜电极对电化学能源转化过程的重要性,展望高性能膜电极的发展途径. 展开更多

关键词 离子传导膜 能源转化 稳定性 电化学膜反应器 膜电极

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电化学能源体系表界面构筑化学的先进电子显微解析 被引量：1

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作者 刘尚 宇博 +4 位作者 敬海峰 赵真真 刘红艳 姚立德 张伟 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期28-46,共19页

电化学能源存储与转换材料的构筑和解析已成为目前研究的热点。结合课题组内电化学能源存储与转换方向的研究成果,总结了电化学能源材料的先进电子显微测试方法。电子显微技术可解析材料的表面形貌、结构、构筑化学等。常见的电子显微... 电化学能源存储与转换材料的构筑和解析已成为目前研究的热点。结合课题组内电化学能源存储与转换方向的研究成果,总结了电化学能源材料的先进电子显微测试方法。电子显微技术可解析材料的表面形貌、结构、构筑化学等。常见的电子显微技术有:扫描电子显微(SEM)、透射电子显微(TEM)、X射线能谱分析(EDS)、电子能量损失谱分析(EELS)等。详细介绍了使用先进电子显微解析手段,研究电化学能源存储与转换体系材料的进展和优势,不同电子显微技术的特点以及在电化学能源体系材料中的应用。同时,提出电子显微解析技术与其他表征方法联用是未来可能的发展方向,以期能更全面、精准地解析目标材料信息,找到合适的制备工艺,为提高电化学综合性能提供指导。 展开更多

关键词 电化学能源 存储与转换 表面 扫描电子显微 透射电子显微 X射线能谱 电子能量损失谱

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电化学能源专辑

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作者 郭少军 王双印 +1 位作者 余彦 张强 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期I0001-I0002,共2页

电化学能源的本质是通过电化学反应实现电能和化学自由能之间的相互转换,同时伴随着物质转化,具有高效、清洁及可再生等优点,是应对目前能源环境危机和实现国家“双碳”目标的重要手段。我国在可再生电能的开发利用方面发展迅速,水电、... 电化学能源的本质是通过电化学反应实现电能和化学自由能之间的相互转换,同时伴随着物质转化,具有高效、清洁及可再生等优点,是应对目前能源环境危机和实现国家“双碳”目标的重要手段。我国在可再生电能的开发利用方面发展迅速,水电、风电和光伏发电累计装机容量居世界第一,这为电化学能源技术的普及应用提供了强大的驱动力。然而,推动电化学能源替代传统化石能源仍面临诸多科学难题和工程挑战,需要实现基础理论、材料创新、能源转换与存储机制和器件优化的全方位突破,这将是一项长期而艰巨的任务。 展开更多

关键词 材料创新 能源转换 电化学反应 物质转化 能源环境 基础理论 存储机制 化石能源

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碳点的制备及电化学能源应用进展 被引量：4

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作者 王斯阳 敬稳 +1 位作者 常江伟 卢思宇 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期236-247,共12页

碳点是零维纳米碳材料的一种典型代表,由碳原子sp^(2)/sp^(3)杂化构成且尺寸通常小于10 nm.碳点独特的尺寸效应赋予其丰富的边缘活性位点和易于功能化调控等特性,在电催化、能源存储与转化等领域表现出广阔的应用前景.基于此,揭示碳点... 碳点是零维纳米碳材料的一种典型代表,由碳原子sp^(2)/sp^(3)杂化构成且尺寸通常小于10 nm.碳点独特的尺寸效应赋予其丰富的边缘活性位点和易于功能化调控等特性,在电催化、能源存储与转化等领域表现出广阔的应用前景.基于此,揭示碳点的形成机制及阐明其结构与性能的基本规律,以指导碳点的合成并获得优异的催化性能具有重要意义.本文在介绍碳点制备及调控策略的基础上,结合理论研究分析了碳点类催化材料活性的来源,并着重评述了碳点在电化学领域的最新应用进展,探讨了功能碳点材料未来发展的机遇与挑战. 展开更多

关键词 碳点 电化学 能源存储与转化 理论计算

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磷酸钒钠Na_3V_2(PO_4)_3电化学储能研究进展 被引量：19

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作者 宋维鑫 侯红帅 纪效波 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2017年第1期103-129,共27页

锂离子电池在全球范围内的广泛应用加剧了对锂资源的消耗,其成本和原料将限制其未来发展。钠与锂具有相似物理化学性质,并且储量丰富。根据锂离子"摇椅式"电池原理,富钠离子化合物可类似富锂离子正极材料,提供可脱嵌的钠离子... 锂离子电池在全球范围内的广泛应用加剧了对锂资源的消耗,其成本和原料将限制其未来发展。钠与锂具有相似物理化学性质,并且储量丰富。根据锂离子"摇椅式"电池原理,富钠离子化合物可类似富锂离子正极材料,提供可脱嵌的钠离子及结构。钠离子较锂离子大,其可逆脱嵌反应要求材料结构具有较大的容钠位与离子迁移通道。聚阴离子体磷酸钒钠Na_3V_2(PO_4)_3属于钠离子超导体(NASICON)材料,其NASICON结构骨架形成了稳定的容钠位,并且开放的三维离子迁移通道利于提高钠离子的扩散。Na_3V_2(PO_4)_3作为电池正极材料,具有理想的比容量、电压平台与循环稳定性,从而受到了广泛关注。本文首先介绍了Na_3V_2(PO_4)_3结构特点,其次结合团队已有的工作基础对Na_3V_2(PO_4)_3在钠离子电池、混合离子电池、水系电池,混合超级电容器等体系中的应用与反应机理进行了阐述;总结了基于Na_3V_2(PO_4)_3设计的复合材料与结构并探讨了Na_3V_2(PO_4)_3可能存在的问题与未来发展趋势。 展开更多

关键词 Na3V2(PO4)3 钠离子超导体 电化学 能源存储 材料结构

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新型二维纳米材料在电化学领域的应用与发展 被引量：19

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作者 高利芳 宋忠乾 +3 位作者 孙中辉 李风华 韩冬雪 牛利 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期247-258,共12页

以石墨烯为代表的新型二维纳米材料具有独特的结构和优异的电子特性,在电化学各领域具有巨大的应用潜力。本综述总结了新型二维纳米材料在电化学各领域(能源存储、能源转化和电化学传感)的研究现状和存在的问题。展望了二维纳米材料在... 以石墨烯为代表的新型二维纳米材料具有独特的结构和优异的电子特性,在电化学各领域具有巨大的应用潜力。本综述总结了新型二维纳米材料在电化学各领域(能源存储、能源转化和电化学传感)的研究现状和存在的问题。展望了二维纳米材料在电化学领域的发展趋势。 展开更多

关键词 新型二维材料 电化学 能源存储 能源转换 电化学传感

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导电二维配位聚合物框架材料在能源存储及转化领域的应用 被引量：4

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作者 姜恺悦 杨重庆 庄小东 《功能高分子学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期155-177,共23页

配位聚合物框架材料具有高的比表面积、丰富的孔结构和金属配位中心,一直以来被视为能源领域的潜在电极材料。传统配位聚合物框架材料电导率低,因此,如何设计并合成具有一定导电性的配位聚合物框架材料,满足能源及其相关领域对于材料电... 配位聚合物框架材料具有高的比表面积、丰富的孔结构和金属配位中心,一直以来被视为能源领域的潜在电极材料。传统配位聚合物框架材料电导率低,因此,如何设计并合成具有一定导电性的配位聚合物框架材料,满足能源及其相关领域对于材料电学性质的要求,成为配位聚合物框架材料领域的研究热点方向之一。本综述介绍了近年来导电二维配位聚合物框架材料的设计思路及电导率测量方法,并对这类材料的制备及其在能源转化及存储方面的应用进行了总结。最后,对二维高导电配位聚合物今后的研究和发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 二维 配位聚合物框架 导电性 合成 能源转化与存储

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可再生能源驱动的生物质热解技术最新进展

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作者 刘双辉 吴凯 +1 位作者 曾名迅 张会岩 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期668-679,共12页

可再生能源驱动生物质热解不仅能将可再生电力转化为产品化学能,而且可以根据生物质及其衍生物的特性匹配不同的驱动形式实现高效转化,具有广阔的应用前景。通过对可再生能源驱动工艺中生物质选择性转化机理的剖析,以及不同驱动方式下... 可再生能源驱动生物质热解不仅能将可再生电力转化为产品化学能,而且可以根据生物质及其衍生物的特性匹配不同的驱动形式实现高效转化,具有广阔的应用前景。通过对可再生能源驱动工艺中生物质选择性转化机理的剖析,以及不同驱动方式下加热机制和反应装置的对比,归纳总结了生物质热解的最新进展和技术难题。首先,阐述了太阳能、微波、等离子体、焦耳热、电磁感应加热以及多能量耦合驱动方式下生物质热解的反应特性与影响因素;然后,概述了生物质热解过程中预处理手段对热解反应产率的影响以及催化剂对产品成分的选择性作用;最后,对可再生能源驱动生物质热解技术未来研究方向进行了展望,为后续研究提供理论和技术参考。 展开更多

关键词 可再生能源驱动 生物质热解 可再生电力存储 选择性转化 反应特性

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基于凝胶电解质的可穿戴式热电化学电池

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作者 裴艳中 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2016年第11期2651-2651,共1页

随着可穿戴电子器件的发展,如何给它们供能的问题逐渐引起人们的关注。直接从环境或人体获取能量对电子器件进行供能,构造自驱动能源系统是行之有效的思路。人体的活动和代谢会持续产生热量,使得皮肤和外界环境会产生一定的温差1。通过... 随着可穿戴电子器件的发展,如何给它们供能的问题逐渐引起人们的关注。直接从环境或人体获取能量对电子器件进行供能,构造自驱动能源系统是行之有效的思路。人体的活动和代谢会持续产生热量,使得皮肤和外界环境会产生一定的温差1。通过热电转换的方式将这部分热能转化为电能,可为穿戴自驱动系统提供稳定可靠的电力来源。 展开更多

关键词 电化学电池 热电转换 自驱动 穿戴式 热能转化 SEEBECK 半导体材料 材料制备 热电器件 能源系统

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利用多孔固态电解质将废水中的硝酸盐高效转化为氨

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作者 燕春晖(摘译) 《石油炼制与化工》 CAS 北大核心 2025年第1期145-145,共1页

传统上,合成氨依赖于哈伯-博施(Haber-Bosch)工艺,该过程碳排放量占全球的1.3%。近年来,研究者们致力于开发更环保的方法来替代这一高能耗、高碳排的工艺。其中,电化学还原硝酸盐就是一种环保的替代方法,通过可再生能源驱动,就可将废水... 传统上,合成氨依赖于哈伯-博施(Haber-Bosch)工艺,该过程碳排放量占全球的1.3%。近年来,研究者们致力于开发更环保的方法来替代这一高能耗、高碳排的工艺。其中,电化学还原硝酸盐就是一种环保的替代方法,通过可再生能源驱动,就可将废水中的硝酸盐转化为氨。 展开更多

关键词 可再生能源 固态电解质 电化学还原 碳排放量 替代方法 高效转化 合成氨

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化学所在电极材料核壳结构构筑及相应电化学性能调控方面取得系列进展

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《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期1046-1046,共1页

核一壳纳米结构具有独特的结构特性和应用潜能。通过核壳纳米结构的设计和合成，不仅能够整合核壳内外两种材料的优势，而且能够克服两种材料自身的不足，达到材料整体性能的提高和优化。近年来，核壳结构的控制已经成为了纳米材料合成... 核一壳纳米结构具有独特的结构特性和应用潜能。通过核壳纳米结构的设计和合成，不仅能够整合核壳内外两种材料的优势，而且能够克服两种材料自身的不足，达到材料整体性能的提高和优化。近年来，核壳结构的控制已经成为了纳米材料合成与应用上一个重要的方向，并在催化、生物、能源存储和转化等众多领域展现了广阔的应用前景。 展开更多

关键词 电化学性能 核壳结构 电极材料 调控 纳米结构 材料合成 结构特性 能源存储

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南大在碳基纳米笼能源转化和存储材料研究取得系列进展

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作者 新型 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期255-255,共1页

南京大学化学化工学院胡征教授课题组在介观结构碳基纳米笼能源转化和存储材料研究方面取得系列重要进展，相关工作最近相继发表于国内外著名学术刊物。

关键词 存储材料 能源转化 纳米笼 碳基 化学化工学院 介观结构 南京大学 学术刊物

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非层状过渡金属碳化物在能源存储与转换中的应用进展 被引量：1

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作者 高银红 南旭 +6 位作者 阳尧 孙兵 徐文莉 Wandji Djouonkep Lesly Dasilva 李轩科 李艳军 张琴 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期751-778,共28页

非层状过渡金属碳化物(NL-TMCs)具有多样化的形貌结构和可调控的化学计量比,从而表现出高比容量、高导电性和良好的稳定性等优异的电/催化性能。因此,本文对NL-TMCs在储能与转换领域的最新进展进行了总结。首先阐述了NL-TMCs的可控制备... 非层状过渡金属碳化物(NL-TMCs)具有多样化的形貌结构和可调控的化学计量比,从而表现出高比容量、高导电性和良好的稳定性等优异的电/催化性能。因此,本文对NL-TMCs在储能与转换领域的最新进展进行了总结。首先阐述了NL-TMCs的可控制备策略,其中包括碳热还原法、化学气相沉积法、模板辅助法、水热/溶剂热法。其次,探讨了NL-TMCs在锂离子电池、锂硫电池、全水解等能源储存与转换领域中应用,并对其未来的发展方向进行了展望,为合理地设计和构建NL-TMCs以供实际应用提供了理论基础。 展开更多

关键词 非层状 过渡金属碳化物 电化学 能源转换 能源存储

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煤基零维纳米碳材料的合成、性能及其在能源转换和存储应用中的研究进展 被引量：9

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作者 侯旺君 闫翎鹏 +2 位作者 曹哲勇 郑静霞 杨永珍 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第11期4791-4813,共23页

煤是自然界中分布最广、储量最丰富的含碳资源,其分子结构与纳米碳材料具有天然的相似性,是优质的纳米碳材料前体。多年来,以煤为前体制备的各种纳米碳材料已被广泛应用于能源、信息、环境和生物医学等领域。其中,煤基零维纳米碳材料如... 煤是自然界中分布最广、储量最丰富的含碳资源,其分子结构与纳米碳材料具有天然的相似性,是优质的纳米碳材料前体。多年来,以煤为前体制备的各种纳米碳材料已被广泛应用于能源、信息、环境和生物医学等领域。其中,煤基零维纳米碳材料如纳米金刚石、富勒烯、碳纳米洋葱、碳点等,因其具有小的纳米尺寸、大的比表面积、独特的球形结构等,表现出优异的荧光特性、电化学性能以及催化性能等,在能源转化和存储等领域展现出极大的应用潜力。本文综述了基于煤炭及其衍生物为前驱体的各类零维纳米碳材料的制备方法和性能,并对其在照明显示、电化学储能、光/电催化等方面的应用进展进行总结,指出目前存在的问题与挑战及其解决策略,最后对其未来发展进行了展望。这为促进煤炭的高附加值转化和利用以及大规模制备煤基零维纳米碳材料提供理论和实践支持。 展开更多

关键词 煤及其衍生物 零维纳米碳材料 合成 能源转换和存储 荧光 电化学 催化

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双阳离子型离子液体在能量存储和转化体系中的应用进展 被引量：1

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作者 薛凯元 汪妍 +3 位作者 郎俊伟 何田 戴作强 郑宗敏 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期808-821,共14页

双阳离子型离子液体(DILs)由于具有极高的化学稳定性、电化学稳定性、热稳定性和环境友好等特点,引起了各个领域研究者的广泛关注。本文从DILs的结构特点出发,综述了不同阴阳离子和连接基团对DILs理化性质的影响,并对一些典型的合成路... 双阳离子型离子液体(DILs)由于具有极高的化学稳定性、电化学稳定性、热稳定性和环境友好等特点,引起了各个领域研究者的广泛关注。本文从DILs的结构特点出发,综述了不同阴阳离子和连接基团对DILs理化性质的影响,并对一些典型的合成路径进行了总结。本文重点对DILs在不同储能和转化器件的电解液体系中的研究现状进行总结和分析:在锂离子电池电解液中,基于DILs的电解液不仅具有高电位窗口和阻燃特性,还有助于稳定固态电解质膜的形成,能够更好地改善电池系统的稳定性和可逆性;在超级电容器电解液中,DILs具有宽的电化学窗口,但其较大的黏度严重阻碍了离子运动,尽管添加常规有机溶剂可降低黏度,但由于溶剂化效应而带来的溶剂分解等副反应也严重影响了电容器性能。除此之外,本文还总结了DILs在锌空气电池、质子交换膜燃料电池、染料敏化太阳能电池、氧化还原液流电池以及电催化中的探索研究,最后对目前DILs在电解液体系应用过程中存在的问题和将来主要的研究方向进行了总结。 展开更多

关键词 双阳离子型离子液体 电化学 电解液 合成 能量存储和转化

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石墨烯基复合材料在新能源转换与存储领域的应用现状、关键问题及展望 被引量：11

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作者 孔玥 黄燕山 +1 位作者 罗宇 韩生 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期5118-5131,共14页

石墨烯具有独特的二维结构、较大的理论比表面积、高载流子迁移率、高杨氏模量以及高热导率等特性,一直以来被视为新能源转换与存储领域的潜在应用材料。这些优势使其可以与一种或多种高活性的无机/有机材料通过共价键/非共价键进行复合... 石墨烯具有独特的二维结构、较大的理论比表面积、高载流子迁移率、高杨氏模量以及高热导率等特性,一直以来被视为新能源转换与存储领域的潜在应用材料。这些优势使其可以与一种或多种高活性的无机/有机材料通过共价键/非共价键进行复合,并通过协同效应来改善材料自身的缺陷,实现材料的性能最优化,进而拓展了其应用范围。因此,如何设计并合成具有一定功能作用的石墨烯基复合材料,构筑新型石墨烯结构,满足能源及其相关领域对于材料相关性质的要求,成为石墨烯材料领域的研究热点方向之一。本文综述了近年来石墨烯基复合材料的设计思路及该类材料在新能源转换与存储领域上的应用现状,并对其在各领域存在的关键问题进行了总结。最后,对石墨烯在各领域今后的研究和发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 石墨烯 复合材料 电化学 催化剂 能源转换与存储

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将废水和二氧化碳转化成化学品

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《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1010-1010,共1页

采用Newsky能源公司的电化学和化学沉淀技术能够将来自烟气的含盐废水和CO2转化成有价值的工艺化学品，例如纯碱、碳酸钙、硫酸、漂白剂和其他化学品。

关键词 二氧化碳转化 含盐废水 化学品 沉淀技术 能源公司 CO2 电化学 碳酸钙

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金属有机框架衍生材料在储能领域的研究进展 被引量：1

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作者 余佳慧 贺珂 +3 位作者 李梦雨 杨志广 陈倩倩 范冰冰 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第7期2680-2692,共13页

能源存储需求增长与环保重视促使高效可持续能源存储技术发展。金属有机框架(MOF)衍生材料具有高孔隙率、低密度、大比表面积、孔道规则且孔径可调,以及拓扑结构多样性和可裁剪性等特点,被广泛用作电极材料、电催化剂、电池隔膜等储能... 能源存储需求增长与环保重视促使高效可持续能源存储技术发展。金属有机框架(MOF)衍生材料具有高孔隙率、低密度、大比表面积、孔道规则且孔径可调,以及拓扑结构多样性和可裁剪性等特点,被广泛用作电极材料、电催化剂、电池隔膜等储能材料。通过使用不同的合成方法,合成不同类型的MOF材料,改变其结构,以提高能效。本文综述了近年来常见的MOF衍生材料的种类及其在金属电池、锂硫电池、超级电容器、太阳能电池等储能领域的应用研究进展,提出了MOF衍生材料所面临的问题与挑战,并对其在未来能源存储领域实现可持续发展进行了展望。 展开更多

关键词 MOF衍生材料 能源存储 结构调控 电化学性能 电极材料 电催化剂 电池隔膜

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水凝胶的制备及仿生设计在能源领域应用的研究进展 被引量：7

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作者 刘旭 李杨可欣 +6 位作者 杜黎 于健 王佳程 耿阳 韩广 孙宽 李猛 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期35-54,共20页

能源与环境问题是当前时代面临的一大课题,有效利用并储存能源,缓解一系列严峻的环境污染问题也是当前研究的热点,电化学储能、光催化、光热界面蒸发和水汽收集这些能源利用措施已经作为环保手段深入人类的生活。大自然作为一位天然的... 能源与环境问题是当前时代面临的一大课题,有效利用并储存能源,缓解一系列严峻的环境污染问题也是当前研究的热点,电化学储能、光催化、光热界面蒸发和水汽收集这些能源利用措施已经作为环保手段深入人类的生活。大自然作为一位天然的设计师为我们能够提供诸多灵感,自然界诸多生物、生命体系中特性、机制和结构均暗含着十分巧妙的奥秘。本文重点介绍了水凝胶在上述能源转换技术的应用。首先简单介绍了水凝胶这种新型高分子材料的特性、分类、合成等信息。然后,对电化学储能、光催化、光热界面蒸发等能源领域的先进技术及相应要求进行了简要介绍。电化学储能需要足够多的反应活性位点保证高效的能量转换,水凝胶比表面积大的特点能够为电化学储能提供更多反应位点,并且其良好的柔性和机械性能可以使能源转换装置适应更多应用环境。光催化、光热界面蒸发均需要优异的光吸收性能,且通过将热量集中于蒸发表面和调节蒸发水状态两种手段均能够有效增强光热界面蒸发性能。水凝胶具有多孔性,能够增强光强的多次反射,使光线被重复吸收,从而增强光吸收性能。合理选择含水化功能官能团的聚合物也能够调整水的状态,因而水凝胶的聚合物链对水的状态有着一定影响,通过调节水的状态降低水的蒸发焓,也能够提高光热蒸发性能。结合向大自然学习的仿生思想,仿生水凝胶已经经历了由简单的利用生物质成分,到结构仿生,再到目前的生物灵感启发型仿生3个过程,文章通过列举仿生水凝胶在能源和环境领域应用的具体实例,说明了将仿生和水凝胶相结合的前景及优势,为后续研究提供了新思路。最后,对仿生水凝胶今后的发展进行了总结和展望。 展开更多

关键词 水凝胶 仿生材料 电化学储能 能源转化 光热界面蒸发 水汽收集

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