下一代能源存储技术及其关键电极材料（英文） 被引量：20

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作者 杨泽 张旺 +2 位作者 沈越 袁利霞 黄云辉 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1062-1071,共10页

由于能源危机与环境问题,全球能源的消耗正逐渐从传统化石能源转向其它清洁高效能源。高效清洁能源的存储是电动汽车和智能电网的关键技术,对新能源、新材料和新能源汽车国家战略新兴产业的发展具有重要意义。锂离子电池是目前广泛应用... 由于能源危机与环境问题,全球能源的消耗正逐渐从传统化石能源转向其它清洁高效能源。高效清洁能源的存储是电动汽车和智能电网的关键技术,对新能源、新材料和新能源汽车国家战略新兴产业的发展具有重要意义。锂离子电池是目前广泛应用的一种能源存储器件。电动汽车和智能电网对能量密度、功率密度、循环寿命和成本等方面的要求越来越高,传统的锂离子电池面临巨大挑战,发展下一代能源存储技术迫在眉睫。高能量密度的锂硫电池和锂空气电池,低成本、高安全性的室温钠离子电池受到了越来越多的关注。本文简要总结了近年来锂硫电池、锂空气电池和钠离子电池及其关键电极材料的研究进展,并对这些新型能源存储技术存在的问题和未来的前景做出了分析和展望。 展开更多

关键词 能源存储 锂硫电池 锂空气电池 钠离子电池

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先进陶瓷材料快速烧结技术发展现状及趋势 被引量：6

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作者 谭划 南博 +11 位作者 马伟刚 郭新 刘晶 袁绮 杨廷旺 陆文龙 臧佳栋 李浩宇 鄢文超 张升伟 卢亚 张海波 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2021年第9期3064-3080,共17页

快速烧结技术在节省时间和能源方面的巨大优势使其成为一直以来的研究热点。近几十年来,快速烧结技术(如火花等离子烧结、闪电烧结、选区激光烧结、感应烧结、微波烧结和传统烧结装置中的快速烧结等)的发展,使陶瓷材料的快速烧结成为可... 快速烧结技术在节省时间和能源方面的巨大优势使其成为一直以来的研究热点。近几十年来,快速烧结技术(如火花等离子烧结、闪电烧结、选区激光烧结、感应烧结、微波烧结和传统烧结装置中的快速烧结等)的发展,使陶瓷材料的快速烧结成为可能。本文综述了近20年来先进陶瓷领域中的快速烧结技术和烧结机理,并对火花等离子烧结中直流脉冲电流和机械压力对微观结构、材料性能和烧结机理的影响进行了深入分析和总结。同时指出,快速烧结技术今后的发展一方面是对烧结机理的进一步研究并应用到先进陶瓷材料的制备中,另一方面是解决快速烧结技术工业化生产中大尺寸、大批量生产的难题。 展开更多

关键词 陶瓷 快速烧结 火花等离子烧结 烧结机理 闪电烧结 感应烧结

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电化学阻抗谱在材料研究中的应用 被引量：42

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作者 王芸 汤滢 +1 位作者 谢长生 夏先平 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第13期5-9,共5页

电化学阻抗谱是电化学研究中的有效工具,在材料研究中有着广泛的应用。综述了电化学阻抗谱在金属材料、金属/聚合物复合材料、半导体材料以及其他材料中的应用。从电化学阻抗谱中可以获得材料的结构与性能的变化以及界面性质等信息,如... 电化学阻抗谱是电化学研究中的有效工具,在材料研究中有着广泛的应用。综述了电化学阻抗谱在金属材料、金属/聚合物复合材料、半导体材料以及其他材料中的应用。从电化学阻抗谱中可以获得材料的结构与性能的变化以及界面性质等信息,如金属材料中的电荷传递电阻、界面电容等参数,金属/聚合物复合材料中的涂层电容、涂层电阻等参数以及半导体材料中电子转移和复合性质。 展开更多

关键词 电化学阻抗谱 金属材料 金属/聚合物复合材料 半导体材料

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平板式ITSOFC用Al2O3基压密封材料研究 被引量：2

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作者 桑绍柏 李炜 +1 位作者 蒲健 李箭 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期841-846,共6页

以Al_2O_3和Al微粉为主要原料,采用流延成型工艺生产的Al_2O_3基密封材料,在模拟的平板式ITSOFC密封环境中对材料的密封性能进行测试,并借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜对测试后的材料进行表征.结果表明,采用优化的流延成型工艺可以生... 以Al_2O_3和Al微粉为主要原料,采用流延成型工艺生产的Al_2O_3基密封材料,在模拟的平板式ITSOFC密封环境中对材料的密封性能进行测试,并借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜对测试后的材料进行表征.结果表明,采用优化的流延成型工艺可以生产出柔韧性良好的Al_2O_3基密封材料.Al_2O_3基密封材料在较小的外加压力下表现出较好的密封性能.Al微粉的加入,减少了材料中的漏气通道,增加了漏气通道的弯曲程度,不仅提升了材料的密封效果,而且改善了材料的中期稳定性.采用流延成型含10wt%～20wt%Al微粉的Al_2O_3基密封材料以压密封方式来实现平板式ITSOFC的密封是可行的. 展开更多

关键词 固体氧化物燃料电池 密封材料 AL2O3 流延

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ReX_2(X=S,Se):二维各向异性材料发展的新机遇 被引量：5

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作者 王人焱 甘霖 翟天佑 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期1-16,共16页

二维材料因其不同于体相的超薄原子结构、大的比表面积和量子限域效应等受到了人们的广泛关注。二维各向异性材料作为二维材料家族的一员,其取向依赖的物理和化学性质,使得对该类材料性能的选择性优化成为可能。过渡金属Re基硫属化合物... 二维材料因其不同于体相的超薄原子结构、大的比表面积和量子限域效应等受到了人们的广泛关注。二维各向异性材料作为二维材料家族的一员,其取向依赖的物理和化学性质,使得对该类材料性能的选择性优化成为可能。过渡金属Re基硫属化合物作为各向异性材料的典型代表,具有可调的可见光波段吸收带隙,极弱的层间耦合作用力,以及各向异性的光学、电学性能,现已成为电子和光电子领域的研究热点之一。本文主要介绍了ReX_2(X=S,Se)的晶体结构和基本性质,总结目前该材料体系主流的合成方法,研究其各向异性物理特性及优化的手段和条件,并对ReX_2的制备和发展进行了展望。 展开更多

关键词 各向异性 ReS2 ReSe2 综述

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骨支架复合材料不饱和聚磷酸酯-β-磷酸钙的体外降解行为研究 被引量：2

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作者 袁泉 徐娟娟 +3 位作者 刘璐 彭周 夏风 肖建中 《化学与生物工程》 CAS 2015年第5期14-19,共6页

采用溶液聚合的方法制备了主链含不饱和双键的聚磷酸酯,并以β-磷酸钙(β-TCP)为无机填料通过交联反应得到骨支架复合材料不饱和聚磷酸酯-β-磷酸钙。研究了β-磷酸钙含量对复合材料体外降解行为的影响,采用X-射线衍射研究了降解前后复... 采用溶液聚合的方法制备了主链含不饱和双键的聚磷酸酯,并以β-磷酸钙(β-TCP)为无机填料通过交联反应得到骨支架复合材料不饱和聚磷酸酯-β-磷酸钙。研究了β-磷酸钙含量对复合材料体外降解行为的影响,采用X-射线衍射研究了降解前后复合材料中无机相的变化,采用扫描电子显微镜观察了复合材料降解过程中的表面形貌变化。结果表明:复合材料的降解速度先快后慢;β-磷酸钙的加入可有效减缓复合材料的降解速度;降解过程中材料表面有羟基磷灰石生成,说明此材料具有良好的生物相容性。 展开更多

关键词 不饱和聚磷酸酯 β-磷酸钙 降解行为 生物相容性

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Ca/Mg/PO_4骨修复材料的制备及降解性能的研究

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作者 徐娟娟 彭周 +2 位作者 袁泉 夏风 肖建中 《化学与生物工程》 CAS 2015年第4期55-58,61,共5页

采用共沉淀法制备了具有不同Mg含量的Ca/Mg/PO4骨修复材料,其主要成分为β-Ca3(PO4)2(β-TCP),Mg以第二相Ca4Mg5(PO4)6的形式存在于其中。将Ca/Mg/PO4骨修复材料浸入模拟体液中,通过测定模拟体液的pH值、Ca2+浓度及Ca/Mg/PO4骨修复材料... 采用共沉淀法制备了具有不同Mg含量的Ca/Mg/PO4骨修复材料,其主要成分为β-Ca3(PO4)2(β-TCP),Mg以第二相Ca4Mg5(PO4)6的形式存在于其中。将Ca/Mg/PO4骨修复材料浸入模拟体液中,通过测定模拟体液的pH值、Ca2+浓度及Ca/Mg/PO4骨修复材料的质量变化,分析Ca/Mg/PO4骨修复材料降解前后的物相及表面形貌的变化,来研究Ca/Mg/PO4骨修复材料的降解性能。结果表明:随着浸泡时间的延长,模拟体液的pH值、Ca2+浓度先快速下降后逐渐趋于稳定,Ca/Mg/PO4骨修复材料质量不断减小;随着Mg含量的增加,模拟体液的pH值不断增大,Ca2+浓度和Ca/Mg/PO4骨修复材料质量不断减小;浸泡28d后,Ca/Mg/PO4骨修复材料表面析出类似于羟基磷灰石的物质。 展开更多

关键词 骨修复材料 降解 Β-TCP 掺杂

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Al⁃W合金燃料的氧化过程及性能提升机理

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作者 胡敖博 刘津阁 +4 位作者 赵超越 陈鹏 李鹏 孙兴昀 蔡水洲 《含能材料》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期20-30,共11页

为阐明Al‐W合金燃料氧化性能的提升机理,结合铝热还原与超高温气雾化法制备Al‐20W与Al‐30W合金燃料,并通过热重/差热热分析、X射线衍射仪、扫描电子显微镜/能量色散谱仪对其氧化过程进行研究。结果表明,Al‐20W与Al‐30W合金燃料均... 为阐明Al‐W合金燃料氧化性能的提升机理,结合铝热还原与超高温气雾化法制备Al‐20W与Al‐30W合金燃料,并通过热重/差热热分析、X射线衍射仪、扫描电子显微镜/能量色散谱仪对其氧化过程进行研究。结果表明,Al‐20W与Al‐30W合金燃料均含有亚稳态Al/W合金相,随温度升高Al/W合金相的种类与形态发生转变。2种合金燃料具有优于单质Al燃料的氧化性能,分别在1300℃与1500℃完全氧化,氧化产物WO_(3)全部挥发。W的存在提升了Al‐W合金燃料的氧化性能,机理为WO_(3)的挥发提供O_(2)扩散进入颗粒内部的通道;WO_(3)作为“氧运输船”向单质Al传输O,促进单质Al的氧化;WO_(3)发生进一步的化学反应,最终以气态形式挥发,促进含W相的氧化。 展开更多

关键词 金属材料 Al‐W合金燃料 Al/W合金相 氧化过程 提升机理

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聚合物协助燃烧法合成La_(0.8)Sr_(0.2)Co_(0.5)Fe_(0.5)O_(3-δ)纳米粉体 被引量：1

9

作者 陈静 刘丽娜 +3 位作者 王方中 蒲健 池波 李箭 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期71-75,79,共6页

为开发新型高性能中温固体氧化物燃料电池阴极材料,以La、Sr、Co和Fe的硝酸盐、葡萄糖和丙烯酰胺为原料,在pH=8～10的碱性条件,通过聚合物协助燃烧法制备了La0.8Sr0.2Co0.5Fe0.5O3-δ(LSCF)钙钛矿相纳米粉体.用XRD、SEM和TEM表征了LSCF... 为开发新型高性能中温固体氧化物燃料电池阴极材料,以La、Sr、Co和Fe的硝酸盐、葡萄糖和丙烯酰胺为原料,在pH=8～10的碱性条件,通过聚合物协助燃烧法制备了La0.8Sr0.2Co0.5Fe0.5O3-δ(LSCF)钙钛矿相纳米粉体.用XRD、SEM和TEM表征了LSCF粉体的相结构和微观形貌,结果显示,在测试范围内随着有机物用量增大,所得粉体粒径逐渐减小.此粉体制备的阴极具有良好的电化学催化活性,电极在700℃和750℃的极化电阻分别为0.72Ω.cm2和0.11Ω.cm2.该方法所制备的纳米颗粒均匀、粉体粒径较小、具有良好的电化学性能,满足固体氧化物燃料电池(SOFC)阴极材料的使用要求. 展开更多

关键词 固体氧化物燃料电池 LSCF 聚合物协助燃烧法 阴极

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PEG对双组分AM-MBAM-YSZ凝胶打印浆料性能的影响 被引量：1

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作者 田思宇 杨龙 +3 位作者 王超 张海波 夏风 肖建中 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第9期3139-3143,3154,共6页

通过在水基AM-MBAM-YSZ浆料中加入水溶性高分子PEG,并将可反应单体与引发剂分离,制备了固相含量为52vol%,室温下可稳定储存数天、混合后固化可控的双组份打印浆料。浆料粘度为11.2 Pa·s(剪切速率100s-1),屈服应力为510.7 Pa,浆料... 通过在水基AM-MBAM-YSZ浆料中加入水溶性高分子PEG,并将可反应单体与引发剂分离,制备了固相含量为52vol%,室温下可稳定储存数天、混合后固化可控的双组份打印浆料。浆料粘度为11.2 Pa·s(剪切速率100s-1),屈服应力为510.7 Pa,浆料打印的线条尺寸均匀、边缘平整,坯体表面无剥离,烧结后显微结构均匀致密。打印线条烧结后的相对密度为99.3%,圆柱试样烧结后的相对密度为95.6%。 展开更多

关键词 AM-MBAM-YSZ 注凝成型 3D打印 氧化锆

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球形Al-25W合金燃料粉末的氧化行为与能量性能 被引量：1

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作者 胡敖博 蔡水洲 邹辉 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期743-752,共10页

为了获得热氧化与能量释放性能优异的新型合金燃料,采用铝热还原与超高温气雾化结合的方法,制备了球形铝钨合金燃料粉末(Al-25W),对其物相结构、氧化行为及能量性能进行了研究。结果表明,球形Al-25W合金粉末颗粒内部的亚稳态Al/W合金相... 为了获得热氧化与能量释放性能优异的新型合金燃料,采用铝热还原与超高温气雾化结合的方法,制备了球形铝钨合金燃料粉末(Al-25W),对其物相结构、氧化行为及能量性能进行了研究。结果表明,球形Al-25W合金粉末颗粒内部的亚稳态Al/W合金相均匀分布在单质Al基体中,且通过稳定化处理后亚稳态Al/W合金相转变为Al12W相,并对外释放能量。球形Al-25W合金粉末具有比单质Al粉更高的氧化放热量与氧化增重,能在1400℃空气中完全氧化,且W原子全部氧化为WO3并以气态形式挥发,残留氧化产物仅为Al2O3。球形Al-25W合金粉末的实测体积燃烧焓超过单质Al粉的理论体积燃烧焓(83000 J·cm^(-3)),可达(83132.1±608.5)J·cm^(-3),且剧烈燃烧时生成气态燃烧产物WO3。 展开更多

关键词 Al-25W合金粉末 铝热还原 超高温气雾化 Al/W合金相 氧化行为 能量性能

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SnO的歧化反应对SnTe热电性能的优化 被引量：3

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作者 胡慧珊 杨君友 +2 位作者 辛集武 李思慧 姜庆辉 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期315-320,共6页

PbTe基化合物是一种热电性能优良的中温区热电材料,但铅的毒性限制了其广泛应用,因此类似化合物SnTe引起了人们关注。但SnTe的载流子浓度较高和晶格热导率较大使其ZT值较低。本研究利用SnO歧化反应对SnTe热电性能实现了协同调控。热压... PbTe基化合物是一种热电性能优良的中温区热电材料,但铅的毒性限制了其广泛应用,因此类似化合物SnTe引起了人们关注。但SnTe的载流子浓度较高和晶格热导率较大使其ZT值较低。本研究利用SnO歧化反应对SnTe热电性能实现了协同调控。热压烧结过程中SnO在500℃左右发生歧化反应生成Sn单质和单分散的SnO2颗粒,Sn单质作为自掺杂可以填充SnTe中的Sn空位,导致载流子浓度降低:相比于SnTe基体,SnTe-6mol%SnO样品在600℃下的电阻率从6.5增大到10.5???m, Seebeck系数从105增大到146?V?K?1。同时,原位反应生成的SnO2第二相单分散于晶界处,多尺度散射声子传播而降低晶格热导率,SnTe-6mol%SnO样品晶格热导率在600℃下仅为0.6 W?m?1?K?1,相比于基体下降了33%左右,从而使SnTe体系的热电性能得到明显提高。最终,当SnO加入量为6mol%时,样品在600℃下的ZT值～1,相比于基体提升了一倍左右。 展开更多

关键词 SnTe 歧化反应 热电性能

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提升燃料电池铂基催化剂稳定性的原理、策略与方法 被引量：8

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作者 梁嘉顺 刘轩 李箐 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2021年第9期148-163,共16页

质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有高转化效率、高功率密度以及低污染等优点,目前受到广泛关注。燃料电池的性能主要受限于阴极的氧还原反应,其成本也受限于阴极催化剂。目前人们已经设计了许多策略、开发了许多催化剂,特别是铂基合金催化... 质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有高转化效率、高功率密度以及低污染等优点,目前受到广泛关注。燃料电池的性能主要受限于阴极的氧还原反应,其成本也受限于阴极催化剂。目前人们已经设计了许多策略、开发了许多催化剂,特别是铂基合金催化剂,来加快氧还原反应的速率,提高燃料电池性能。然而,由于过渡金属的溶解以及纳米粒子的团聚等问题,氧还原催化剂以及燃料电池的长效稳定性仍然存在问题。如何设计高效、高稳定的燃料电池阴极催化剂,对于进一步推动燃料电池的应用十分关键。针对燃料电池阴极催化剂稳定性的问题,本文综述了近年来提升燃料电池铂基催化剂稳定性的原理、策略与方法,首先我们从热力学和动力学上阐述影响催化剂稳定性的原因及其调控原理。随后,我们将概述一些具有代表性的提升催化剂稳定性的策略和方法。最后,我们对未来发展方向进行了总结与展望。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 电催化 氧还原反应 铂基催化剂 稳定性

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氧化锆陶瓷弯曲强度的尺寸效应

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作者 杨龙 田思宇 +1 位作者 夏风 肖建中 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第9期3125-3127,共3页

利用流延方法制备不同厚度的氧化锆陶瓷(3YSZ)片状试样,然后经过300℃脱脂,1520℃烧结,分别测试其抗弯强度及烧结密度,发现其抗弯强度与试样的厚度尺寸有关,随着试样的厚度减小,试样的抗弯强度不断增加,其弯曲弹性模量也增大,表明陶瓷... 利用流延方法制备不同厚度的氧化锆陶瓷(3YSZ)片状试样,然后经过300℃脱脂,1520℃烧结,分别测试其抗弯强度及烧结密度,发现其抗弯强度与试样的厚度尺寸有关,随着试样的厚度减小,试样的抗弯强度不断增加,其弯曲弹性模量也增大,表明陶瓷材料厚度的减小,有利于试样内部气孔的排除,从而使材料强度得到提高。 展开更多

关键词 氧化锆 弯曲强度 厚度

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