直膨式太阳能PV/T热泵系统性能分析 被引量：12

1

作者 姚剑 彭浩 +3 位作者 寿春晖 徐辉 赵耀 代彦军 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期35-40,共6页

对采用光伏/光热(PV/T)组件的太阳能直膨式热泵系统进行数学模型的构建及参数分析。将PV/T模块与热泵蒸发器进行耦合形成直膨式太阳能PV/T热泵,降低PV背板温度提高发电效率的同时提高蒸发压力和蒸发温度,从而提高热泵效率。模拟结果表明... 对采用光伏/光热(PV/T)组件的太阳能直膨式热泵系统进行数学模型的构建及参数分析。将PV/T模块与热泵蒸发器进行耦合形成直膨式太阳能PV/T热泵,降低PV背板温度提高发电效率的同时提高蒸发压力和蒸发温度,从而提高热泵效率。模拟结果表明,系统COP随PV/T组件面积的增大、太阳辐射的增强和环境温度的升高而上升。在太阳辐照强度为600 W/m^(2)时,系统COP为5.79,其发电、集热及总效率分别为17.77%、55.76%与75.49%。同时,PV组件除提供热泵系统所需电量以外,可输送其21.4%电量至电网。 展开更多

关键词 热泵 直膨式 太阳能 热电联产 PV/T

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太阳能PV/T集热系统性能优化研究 被引量：7

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作者 彭浩 王静毅 +3 位作者 寿春晖 叶建君 纪培栋 代彦军 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期604-610,共7页

水工质太阳能PV/T(光伏/光热)集热技术可实现电热联产,应用潜力巨大,但在电热联产能量转化及系统优化方面的研究不够深入。文章采用验证后的TRNSYS模型,对水工质PV/T(光伏/光热)集热器及系统进行了优化研究。结果表明,在基准工况下,优... 水工质太阳能PV/T(光伏/光热)集热技术可实现电热联产,应用潜力巨大,但在电热联产能量转化及系统优化方面的研究不够深入。文章采用验证后的TRNSYS模型,对水工质PV/T(光伏/光热)集热器及系统进行了优化研究。结果表明,在基准工况下,优化后的PV/T集热器发电效率、热效率和总效率相比优化前分别相对提升50.22%,27.47%和32.92%。以PV/T集热系统CO_(2)排放最低为优化目标,系统存在最佳工质质量流量、最佳温控器设置温差和最佳水箱体积,优化后的系统在杭州应用时,系统年度热效率、电效率和总效率分别为32.41%,18.65%和51.06%,并且该系统无论耦合电加热还是热泵,在CO_(2)排放或成本上都具有一定竞争性。 展开更多

关键词 光伏/光热 TRNSYS 优化 质量流量 水箱体积

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LSPR效应增强的太阳能光热化学分解水制氢 被引量：2

3

作者 郑翔升 李铮 +3 位作者 张遵恒 吴启亮 范海东 张彦威 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期61-66,共6页

制备大小2种尺寸Au负载的TiO_(2)样品(分别记为LAuP25和SAuP25)用于太阳能光热化学循环分解水。全光谱下LAuP25和SAuP25的氢气产量分别为9.90和12.60μmol/g,可见光下产量分别为3.91和1.15μmol/g。通过透射电子显微镜(TEM)、X射线能量... 制备大小2种尺寸Au负载的TiO_(2)样品(分别记为LAuP25和SAuP25)用于太阳能光热化学循环分解水。全光谱下LAuP25和SAuP25的氢气产量分别为9.90和12.60μmol/g,可见光下产量分别为3.91和1.15μmol/g。通过透射电子显微镜(TEM)、X射线能量色散谱(EDS)和X射线衍射技术(XRD)分析样品物质组成与形貌晶格。利用X射线光电子能谱分析(XPS)、紫外可见吸收光谱分析(UV-vis)、固体光致发光光谱(PL)分析样品光学性能与表面价态。运用密度泛函理论计算样品表面氧空位形成能。结合光热化学循环与局域表面等离子共振(LSPR)机理,探究不同尺寸Au纳米颗粒对太阳能光热化学循环分解水的影响。 展开更多

关键词 水分解 制氢 光热协同 太阳能光热化学循环 LSPR 二氧化钛

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基于界面蒸发的低成本太阳能蒸馏器海水淡化性能研究

4

作者 张坚群 吴善宏 +2 位作者 王宏义 申震 骆周扬 《能源工程》 2022年第1期29-33,共5页

应用低成本的挤塑聚苯乙烯泡沫塑料作为蒸馏器的骨架,与传统太阳能蒸馏器和界面蒸发结构蒸馏器对比,研究了侧壁的热导率在界面蒸发结构中的关键作用。蒸馏器系统中应用界面蒸发结构可以有效地避免吸光蒸发层向海水层的漏热,侧壁采用低... 应用低成本的挤塑聚苯乙烯泡沫塑料作为蒸馏器的骨架,与传统太阳能蒸馏器和界面蒸发结构蒸馏器对比,研究了侧壁的热导率在界面蒸发结构中的关键作用。蒸馏器系统中应用界面蒸发结构可以有效地避免吸光蒸发层向海水层的漏热,侧壁采用低热导率的泡沫塑料可以进一步降低通过侧壁向海水层的漏热,从而有效地提高系统的太阳能利用效率。改进后的太阳能蒸馏器成本可以降至320元/m^(2),2月最高日淡水收集量为3.8 kg/m^(2),能量利用效率约为50%,比传统太阳能蒸馏器成本降低了70%,效率性能平均提升了近26%。 展开更多

关键词 太阳能蒸馏器 海水淡化 界面蒸发 低成本

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镍锌电池特性及储能技术的分析与研究 被引量：1

5

作者 吴田 沈建明 +3 位作者 赵宇 沈红昌 钱清宇 马福元 《能源与环保》 2021年第7期14-20,共7页

针对镍锌电池相比铅酸电池具有的技术优势,分析了不同种类镍锌电池的性能特点和用途,指出铅酸电池、液流电池、钠硫电池、锂离子电池、水系金属离子电池、超级电容及混合电容具有的技术优势和缺点,并对镍锌电池储能技术特性进行了论述... 针对镍锌电池相比铅酸电池具有的技术优势,分析了不同种类镍锌电池的性能特点和用途,指出铅酸电池、液流电池、钠硫电池、锂离子电池、水系金属离子电池、超级电容及混合电容具有的技术优势和缺点,并对镍锌电池储能技术特性进行了论述。通过分析容量特性、内阻特性、温度特性、开路电压、充电效率及能量效率,对镍锌电池SOC进行了估算;通过容量修正算法,实现电池放电过程中温度、放电倍率、放电循环次数的修正,使得电池在恒流放电工况中具有良好的应用效果。研究为镍锌电池在储能系统中的应用提供了理论基础。 展开更多

关键词 镍锌电池 镍锌电池储能技术 镍锌电池SOC 容量修正算法 储能系统

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基于交流阻抗法的退役磷酸铁锂动力电池分选成组技术研究 被引量：2

6

作者 赵旭 陈少华 +4 位作者 王小荣 王国清 马福元 吴田 赵宇 《能源工程》 2022年第3期35-38,44,共5页

使用电化学工作站,通过交流阻抗法对70只退役磷酸铁锂动力电池进行了分析,得到了优化后的等效电路;系统研究了等效电路中各元件的参数与电池荷电状态的相关性。结果显示,使用交流阻抗谱中的欧姆内阻作为分组指标,分选后的电池组容量衰... 使用电化学工作站,通过交流阻抗法对70只退役磷酸铁锂动力电池进行了分析,得到了优化后的等效电路;系统研究了等效电路中各元件的参数与电池荷电状态的相关性。结果显示,使用交流阻抗谱中的欧姆内阻作为分组指标,分选后的电池组容量衰减率均低于常规内阻-容量法选出的电池组。该研究可为今后高通量、规模化筛选重组退役磷酸铁锂动力电池提供新的方法和理论依据。 展开更多

关键词 退役动力电池 交流阻抗谱 欧姆内阻 磷酸铁锂 分选成组技术

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储能系统锂电池电热耦合建模及参数辨识方法研究

7

作者 龙潘 耿光超 +2 位作者 江全元 马福元 赵宇 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期318-327,共10页

针对电化学机理模型存在全阶结构复杂度高、电池温度变化过程无法精确描述的问题,该文提出将简化电化学模型与热力学模型耦合,建立简化电化学-热力学耦合模型,通过智能辨识算法获取模型相关参数。实验表明,该方法建立的模型在宽环境温... 针对电化学机理模型存在全阶结构复杂度高、电池温度变化过程无法精确描述的问题,该文提出将简化电化学模型与热力学模型耦合,建立简化电化学-热力学耦合模型,通过智能辨识算法获取模型相关参数。实验表明,该方法建立的模型在宽环境温度范围、常用放电倍率工况下仿真曲线与实际测试曲线的拟合效果较好,能较好地描述电池电压、电流和温度变化。该模型以较低的模型复杂度和较高的模型精度描述电池内部电化学、热力学行为,可支撑电池状态估计和剩余寿命预测研究。 展开更多

关键词 储能系统 锂离子电池 电热耦合模型 参数辨识 电化学机理模型

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智慧光伏储能充电桩能源管理策略

8

作者 何国栋 方昌勇 +3 位作者 洪凌 邬荣敏 侯鹏 吴鼎 《能源工程》 2024年第1期91-96,共6页

本文描述了一种智慧光伏储能充电桩系统的架构,并提出了一种易于通过单片机实现的实时能源管理策略。不同于常见光储充方案采取交流母线的形式,该充电桩采用了直流母线电气架构。储能系统直接挂载在直流母线上,支撑母线电压,同时可通过... 本文描述了一种智慧光伏储能充电桩系统的架构,并提出了一种易于通过单片机实现的实时能源管理策略。不同于常见光储充方案采取交流母线的形式,该充电桩采用了直流母线电气架构。储能系统直接挂载在直流母线上,支撑母线电压,同时可通过功率变换器实现与电网、光伏与电动汽车之间的能量交换。通过分析该电气架构中的电能流经途径、寻找最高传输效率路径,并通过储能充分利用峰谷差价,制定规划了光储充多能互补平台下的能源管理策略。经分析计算,该策略能充分发挥光伏、储能的作用,实现储能日内低倍率充放,降低充电桩使用成本。以晴天非通勤车辆三次快速充电为例,通过该策略增加收入达28%。 展开更多

关键词 光伏 储能 充电桩 光储充一体化 能源管理

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基于PVT集热/蒸发器的补气增焓热泵性能分析 被引量：5

9

作者 寿春晖 姚剑 +3 位作者 郑思航 彭浩 赵耀 代彦军 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期138-144,共7页

传统直膨式太阳能辅助热泵系统在低温环境适应性欠佳,影响其在寒冷地区使用,通过采用补气增焓技术可以有效提高其低温条件下的供热能力。以所提出的采用PVT集热/蒸发器的补气增焓热泵系统为研究对象,计算分析环境条件、太阳辐射强度、... 传统直膨式太阳能辅助热泵系统在低温环境适应性欠佳,影响其在寒冷地区使用,通过采用补气增焓技术可以有效提高其低温条件下的供热能力。以所提出的采用PVT集热/蒸发器的补气增焓热泵系统为研究对象,计算分析环境条件、太阳辐射强度、注入蒸汽质量流量对该热泵系统性能的影响。研究结果表明:当环境温度为-10℃,太阳照强度为500 W/m时,性能系数(COP)可达4.3,比使用补气增焓(VI)循环的空气源热泵(ASHP)系统高63.6%。以当量热价(LCOH)作为指标与其他3种供热系统进行比较,所提出的系统经济性也具有一定的优势,可为补气增焓热泵系统在寒冷气候地区的应用提供新思路。 展开更多

关键词 补气增焓 光伏光热 直膨式 太阳能热泵

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苛性碱吸收模拟燃煤电厂烟气CO_(2)性能研究 被引量：2

10

作者 王亮 刘飞 +5 位作者 厉宸希 祁志福 翁建明 杨睿 刘羽 申震 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期777-783,共7页

以散堆填料吸收塔作为反应器,采用单因素分析方法研究了吸收液进口温度、吸收当量比、停留时间和吸收液浓度等因素对CO_(2)捕集的影响,并采用正交试验对这些参数进行优化。结果表明:在实验条件下,各因素对CO_(2)捕集影响由大到小依次为... 以散堆填料吸收塔作为反应器,采用单因素分析方法研究了吸收液进口温度、吸收当量比、停留时间和吸收液浓度等因素对CO_(2)捕集的影响,并采用正交试验对这些参数进行优化。结果表明:在实验条件下,各因素对CO_(2)捕集影响由大到小依次为吸收液进口温度、停留时间、吸收当量比和吸收液浓度;吸收液进口温度与停留时间对CO_(2)捕集有显著影响,吸收当量比和吸收液浓度对CO_(2)捕集影响较小;最佳工况组合为吸收液进口温度为40℃,停留时间为5 s,吸收当量比为100%,吸收液浓度为2.0 mol/L。 展开更多

关键词 燃煤电厂 CO_(2)捕集 苛性碱 正交试验

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多种纳米结构Fe掺杂TiO2光热耦合水分解制氢研究 被引量：1

11

作者 吴启亮 梅晋豪 +2 位作者 李铮 范海东 张彦威 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1837-1845,共9页

氧空位是材料缺陷工程的重要组成.基于光生氧空位的直接热利用,实现纯水分解制氢的光热耦合实验,被认为是太阳能综合利用的有效途径.以多种制备方法合成的TiO2纳米材料为基础,研究了多种形貌纳米TiO2及其Fe掺杂改性材料的光热耦合反应能... 氧空位是材料缺陷工程的重要组成.基于光生氧空位的直接热利用,实现纯水分解制氢的光热耦合实验,被认为是太阳能综合利用的有效途径.以多种制备方法合成的TiO2纳米材料为基础,研究了多种形貌纳米TiO2及其Fe掺杂改性材料的光热耦合反应能力.通过高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)和电子顺磁共振(EPR)对晶体特征进行表征,利用漫反射光谱(DRS)、光致发光(PL)和三电极测试法表征了材料的性能,并结合密度泛函理论(DFT)计算了产氢反应路径.研究结果表明,溶胶-凝胶法制备的纳米颗粒相比水热法制备的纳米片及纳米线,体相内缺陷较多,载流子强度高,光热耦合产氢效果较差. Fe掺杂改性扩展了光响应,增强了载流子分离和寿命,降低了电子传输阻抗,利于光反应过程中光生氧空位的形成,克服了制氢反应中的关键能垒.同时,纳米材料中的缺陷促进了Fe离子的有效掺杂, Fe掺杂TiO2纳米颗粒的光热耦合平均产氢量为9.73μmol/g,性能提升达13倍. 展开更多

关键词 氧空位 光热耦合 纳米形貌二氧化钛 铁掺杂二氧化钛 制氢

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大规模储能电站参与电力系统自动发电控制的协调控制策略优化研究 被引量：17

12

作者 孟高军 赵宇 +2 位作者 吴田 马福元 张峰 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期270-277,共8页

文章提出了一种双层结构的储能电站参与电网二次调频的优化控制策略。首先,综合对比分析了常规机组与储能电站参与电网二次调频的技术特性,并在调度层面对储能电站与常规机组的功率进行解耦;然后研究了储能电站辅助火电机组调频的协调... 文章提出了一种双层结构的储能电站参与电网二次调频的优化控制策略。首先,综合对比分析了常规机组与储能电站参与电网二次调频的技术特性,并在调度层面对储能电站与常规机组的功率进行解耦;然后研究了储能电站辅助火电机组调频的协调控制框架,以实现不同调频资源的合理分配;在储能电站主控层面,建立了表征储能实时调频能力的评估模型,并采用改进遗传算法对模型进行求解,以对储能各单元出力进行精细化协调管理;最后,基于仿真模型验证了所提控制策略的有效性。 展开更多

关键词 储能电站 二次调频 协调控制 评估模型

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基于财务评价体系的光伏项目含税LCOE分析 被引量：10

13

作者 洪凌 孙志久 +3 位作者 寿春晖 陈建国 李晓洁 金胜利 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期203-210,共8页

该文结合财务评价系统的成本分类,配合国内增值税、所得税等税金的计算方式,推导通用的项目含税平准化度电成本(LCOE)公式,并提出项目含税LCOE值盈亏平衡点的概念和计算方法,来表征项目含税成本与上网电价间的盈亏平衡点。具体实例分析... 该文结合财务评价系统的成本分类,配合国内增值税、所得税等税金的计算方式,推导通用的项目含税平准化度电成本(LCOE)公式,并提出项目含税LCOE值盈亏平衡点的概念和计算方法,来表征项目含税成本与上网电价间的盈亏平衡点。具体实例分析结果表明,含税LCOE公式可以适应项目全生命周期税率和上网电价变化的情况。项目扣减进项税或所得税"三免三减半"后,全周期度电成本明显降低,税收优惠政策对减轻项目前期资金压力有较好的支持作用。 展开更多

关键词 光伏 能源政策 LCOE 经济分析 成本估算 盈亏平衡点

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基于双面组件的可调支架光伏发电系统仿真研究 被引量：2

14

作者 陈建国 朱雅文 洪凌 《新能源进展》 2020年第5期356-365,共10页

以双面光伏组件和可调支架系统为基础,以青海格尔木为模拟地点,利用PVsyst光伏仿真软件,分析了不同调节次数的可调支架系统与固定支架系统在组件正面和背面辐射量、系统发电量、系统收益的差异。研究结果表明:通过调节支架改变光伏组件... 以双面光伏组件和可调支架系统为基础,以青海格尔木为模拟地点,利用PVsyst光伏仿真软件,分析了不同调节次数的可调支架系统与固定支架系统在组件正面和背面辐射量、系统发电量、系统收益的差异。研究结果表明:通过调节支架改变光伏组件的角度后,组件最低点离地高度也在变化,直接影响组件正面和背面的辐射接收;光伏方阵前后间距影响土地利用率(GCR),土地利用率降低后,背面的辐射量和系统发电量都有一定的增加;相对于固定支架双面发电系统,可调支架双面系统在不同调节次数下的组件背面全年辐射量均有一定降低,但整体的发电量得益于正面辐射的增益,最高可达4.8%左右;技术和经济比较结果显示,双面组件采用可调支架系统,每年2次的调节方式,25年生命周期内系统收益最高。文章还分析了单面发电组件和双面组件系统使用可调支架的经济性对比,在相同的调节次数下,双面组件系统的增益明显高于单面组件系统。本文的研究成果对可调支架双面组件发电系统的设计具指导作用。 展开更多

关键词 双面光伏组件 可调支架 固定支架 PVsyst 发电量 单面发电组件

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面向一次调频的镍氢电池系统开发

15

作者 吴田 林闽城 +3 位作者 海浩 孙海渔 温兆银 马福元 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期2213-2221,共9页

新能源大规模并网降低了电力系统的转动惯量水平和抗扰动能力,削弱了电网的频率稳定性,增加了电网一次调频的难度。面对日益繁重的调频压力,开发一种能够响应电网一次调频的新型储能系统具有重要的意义。本文通过对西北某火电厂660 MW... 新能源大规模并网降低了电力系统的转动惯量水平和抗扰动能力,削弱了电网的频率稳定性,增加了电网一次调频的难度。面对日益繁重的调频压力,开发一种能够响应电网一次调频的新型储能系统具有重要的意义。本文通过对西北某火电厂660 MW机组的一次调频实际工况分析,提出了镍氢电池储能系统参与一次调频的容量最优设计和控制策略。进一步地,针对目标容量为5 MW/0.5 MWh的储能系统,研制高功率的镍氢电池单体、电池模块以及电池系统,并进行了充放电倍率、循环寿命、一致性、一次调频工况等多项测试。结果表明:镍氢电池单体具有10 C充放的功率特性和浅充浅放条件下48万次的长循环寿命,电池模块以及电池系统具备在大功率测试条件下稳定工作的能力。验证了镍氢电池储能技术在火电一次调频中应用潜力。 展开更多

关键词 镍氢电池 储能系统 一次调频 荷电状态

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无人机智能巡检在光伏电站组件诊断中的应用 被引量：18

16

作者 郭智俊 丁莞尔 +1 位作者 周剑武 邱李豪 《能源工程》 2022年第2期40-44,共5页

提出了无人机智能巡检在光伏电站组件诊断中的应用方向及特点,包括无人机智能巡检系统的组成、组件智能诊断流程、无人机智能诊断特点等。结合无人机的智能巡检,可实现组件的全面检查,对组件的热斑、破碎、隐裂缺陷实现全面的排查、定... 提出了无人机智能巡检在光伏电站组件诊断中的应用方向及特点,包括无人机智能巡检系统的组成、组件智能诊断流程、无人机智能诊断特点等。结合无人机的智能巡检,可实现组件的全面检查,对组件的热斑、破碎、隐裂缺陷实现全面的排查、定位、跟踪、记录,大幅提升光伏组件的巡检及故障诊断效率,降低人工成本,增加诊断系统性,结合IV测试等其他测试手段能进一步实现组件运行情况的精确判断,是光伏电站组件运维及检测的发展新方向。 展开更多

关键词 无人机 智能巡检 光伏电站 组件诊断

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三维多孔石墨烯在高倍率超级电容器中的应用 被引量：1

17

作者 张继国 赵宇 +2 位作者 臧孝贤 王补欢 马福元 《能源工程》 2020年第5期58-64,共7页

以商业化活性炭(AC)、活性炭-石墨烯复合材料(AC-GR)以及活性炭-三维多孔石墨烯复合材料(AC-3DGR)作为超级电容器电极材料,分别组装成扣式器件并进行性能对比测试,着重研究了3DGR对超级电容器倍率性能提升的影响。结果显示,在低倍率条件... 以商业化活性炭(AC)、活性炭-石墨烯复合材料(AC-GR)以及活性炭-三维多孔石墨烯复合材料(AC-3DGR)作为超级电容器电极材料,分别组装成扣式器件并进行性能对比测试,着重研究了3DGR对超级电容器倍率性能提升的影响。结果显示,在低倍率条件下(0.1 A/g),AC-3DGR扣式器件的比容量(19.98 C/g)与AC(20.68 C/g)接近,高于AC-GR的比容量(16.88 C/g);而在高倍率条件下(15 A/g),AC-3DGR扣式器件的比容量可达8.01 C/g,而AC器件的比容量仅为4.19 C/g,这归因于3DGR良好的孔道结构。AC-3DGR器件在不牺牲容量性能的前提下,提升了超级电容器的倍率性能,这为进一步优化三维多孔石墨烯基超级电容器提供了实验基础。 展开更多

关键词 超级电容器 石墨烯 三维多孔石墨烯 倍率性能

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