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  • 废物转化为电池:将污水处理厂的污泥转化为高效超高硫含量阴极材料

    锂离子电池(LIBs)作为便携式电子设备和电动汽车的重要电源,其性能在很大程度上依赖于正极材料的选择与优化。其中,锂钴氧化物(LiCoO₂,LCO)因其高体积能量密度和较高的压实密度(4.1–4.3 g/cm⁻³)而成为3C电子产品(计算机、通信和消费类)领域的基准材料。自1991年索尼将其商业化以来,LCO凭借其优异的电化学特性被广泛应用于各种高能量需求的场景。然而,LCO在高电压下的使用仍面临一系列挑战,主要包括结构稳定性下降和正极材料与电解质之间的界面分解。这些问题限制了LCO在高电压条件下的应用范围,也阻碍了其在下一代高能量密度电池中的进一步发展。为了克服上述问题,研究者们提出了多种表

    来源:Journal of Energy Storage

    时间:2025-09-16

  • 一种简便的配位-水热法,用于制备均匀的Al₂O₃/LiAlO₂涂层,以提高4.7 V LiCoO₂的界面稳定性

    锂离子电池(LIBs)作为便携式电子设备和电动汽车的核心电源,其性能和稳定性备受关注。其中,锂钴氧化物(LCO)因其高体积能量密度和较高的压实密度(4.1–4.3 g/cm³)而在3C电子产品(计算机、通信和消费类)中长期占据重要地位。自1991年由索尼公司首次商业化以来,LCO一直被认为是层状结构正极材料的代表。然而,LCO在高电压下的应用面临结构退化和正极材料与电解质之间界面分解的挑战。为了解决这些问题,本研究提出了一种创新的配位-水热方法,用于在单晶LCO材料表面形成均匀的Al₂O₃/LiAlO₂复合保护层,从而提升其在高电压下的电化学性能。在实际应用中,商用LCO电池通常仅充电至4.3

    来源:Journal of Energy Storage

    时间:2025-09-16

  • 综述:实现锂离子电池中基于硅的阳极的循环稳定性:从锂存储/失效机制到结构优化

    硅基材料被认为是高性能锂离子电池(LIBs)的关键负极材料之一,其优势在于具有较高的理论比容量、较低的锂化/脱锂电位以及丰富的储量。然而,由于其在充放电过程中产生的显著体积效应和不可逆的锂回收问题,硅基材料的稳定性受到了严重挑战。此外,硅基材料在形成固态电解质界面(SEI)层以及电连接断裂的过程中,也会导致容量损失和循环性能下降。这些问题严重限制了硅基材料在更大规模商业化应用中的潜力。为了解决这些问题,本综述从电化学反应失活和物理-电气接触失活两个维度,系统地介绍了硅基材料的锂存储机制,并深入分析了其材料失效机制。在硅基材料和电极结构设计方面,详细总结了提升硅基材料机械/电化学稳定性的策略,包

    来源:Journal of Energy Storage

    时间:2025-09-16

  • 一种两阶段模糊信息优化框架,用于降低智能电网中的峰值负荷并实现分层电动车管理

    随着电动汽车(EV)的集成日益增长,这对智能电网的经济运行和物理完整性构成了重大挑战,主要是由于未经控制的充电负荷可能会产生新的需求峰值,从而违反电网的运行限制。本文提出了一种新颖的两阶段优化框架,以解决这一挑战,通过灵活、分层管理的EV充电负荷与微电网资产共同优化。该框架的第一阶段使用模糊推理系统(FIS),结合当前最先进的需求建模技术,预测基于不确定用户行为的EV车队组成。第二阶段则通过混合整数线性规划(MILP)将预测结果进行分解,并在多个电池状态(SoC)类别中分配充电功率,同时执行严格的公平协议,优先满足最紧迫的充电需求。该框架的性能被严格评估,与未受控基线和标准确定性MILP基准进

    来源:Journal of Energy Storage

    时间:2025-09-16

  • 使用非晶态CuNi催化剂在CO₂电化学还原过程中实现的选择性优化:来自密度泛函理论和机器学习模拟的见解

    在当前全球碳排放日益增加的背景下,二氧化碳(CO₂)的电化学还原技术被视为一种重要的碳捕集与利用手段。这一过程能够将CO₂转化为有价值的化学品,如一碳(C₁)化合物(例如一氧化碳、甲醇、甲酸)和多碳(C₂+)化合物(如乙醇、乙烯)。为了提高这一技术的经济性和环境友好性,科学家们不断探索新型催化剂材料,以优化反应路径并提升产物选择性。近年来,非晶态合金因其独特的结构特性,被认为是一种具有潜力的催化材料。非晶态材料缺乏长程有序性,这种无序结构能够提供丰富的活性位点,从而增强催化性能。在本研究中,我们聚焦于非晶态铜镍(CuNi)合金的催化潜力,利用机器学习力场(MLFF)与密度泛函理论(DFT)相结

    来源:Journal of Energy Chemistry

    时间:2025-09-16

  • 原位协同设计交联与氟化工艺,用于制备高性能半固态锂金属电池用聚(1,3-二氧杂环戊烷)

    在当今能源技术飞速发展的背景下,锂金属电池因其高能量密度和出色的理论比容量而受到广泛关注。自20世纪90年代以来,二次锂离子电池已经成为了便携式电子设备、电动汽车以及大规模储能系统中的核心组件。然而,随着技术进步,传统碳基负极的锂离子电池逐渐面临能量密度提升的瓶颈。锂金属作为负极材料,理论上具有3861 mAh/g的比容量和最低的化学电位(−3.04 V vs. 标准氢电极),被认为是下一代电池技术的首选材料之一。然而,锂金属电池在实际应用中仍存在诸多挑战,尤其是在电解液设计方面。传统的液态电解液虽然在锂离子电池中广泛使用,但由于其与锂金属之间持续发生的副反应,限制了锂金属电池的性能和安全性。

    来源:Journal of Energy Chemistry

    时间:2025-09-16

  • 几何电子屏蔽效应:调控PdBi催化剂上的甘油电氧化反应,以获得高选择性的增值有机产物

    在当今全球对可再生能源和环保技术日益关注的背景下,生物柴油产业的迅速发展不仅为替代传统化石燃料提供了新的解决方案,也带来了大量的副产物——甘油。甘油作为一种高附加值的资源,其高效利用成为当前研究的热点。特别是电催化氧化技术,因其温和的反应条件和环境友好性,被视为将甘油转化为高价值化学品的一种理想方法。然而,传统催化剂如钯(Pd)在碱性条件下进行甘油氧化反应(GOR)时,存在一些显著的挑战。甘油在Pd表面不可避免地发生解离,生成二氧化碳(CO₂),这一过程导致了高附加值产物的总法拉第效率(FE)较低,限制了其实际应用。为了解决这一问题,研究人员开发了一系列基于Pd/C和Pd₁₀Biₓ/C的催化剂

    来源:Journal of Energy Chemistry

    时间:2025-09-16

  • 谁支持碳定价?老年人的金融素养以及对碳税的态度

    **解读:金融素养对老年人碳税政策态度的影响研究**在当前全球气候危机日益加剧的背景下,碳税作为一种政策工具,旨在通过经济手段减少温室气体排放,推动低碳经济发展。然而,公众对碳税政策的支持程度存在显著差异,尤其是在不同年龄层之间。近年来,越来越多的研究关注金融素养对公众态度的影响,尤其是在涉及经济政策和环境政策的交叉领域。本文通过新加坡的代表性调查,探讨了金融素养如何影响老年人对碳税和气候财政政策的态度,为政策制定者提供了重要的参考依据。### 一、研究背景与意义碳税和气候财政政策被认为是减少环境外部性成本的有效机制。许多国家正在推进碳定价和能源转型政策,如世界银行和学者的研究表明,碳税能够促

    来源:The Journal of the Economics of Ageing

    时间:2025-09-16

  • 在温暖地区,附生生物膜以较低的氮保留能力为代价,增加了稻田中一氧化二氮的排放量

    近年来,全球范围内的环境问题和气候变化对人类社会产生了深远的影响。在这种背景下,越来越多的研究开始关注如何通过创新和设计来推动可持续发展。本文由苏珊·埃文斯撰写,旨在探讨如何通过将社会设计与技术性的循环经济(Circular Economy, CE)进展相结合,加速循环经济的转型,从而实现净零排放的目标。这种研究方法不仅有助于理解社会与技术之间的互动关系,还能为未来的政策制定和组织变革提供有价值的参考。循环经济作为一种新型的经济发展模式,强调资源的循环利用和可持续性,已经成为全球应对环境挑战的重要战略。然而,尽管循环经济在技术和自然环境方面取得了显著进展,社会层面的考虑仍然相对薄弱。因此,本文

    来源:Journal of Cleaner Production

    时间:2025-09-16

  • Fe/Pb双原子位点的局部场畸变对氧还原反应的协同促进作用

    近年来,随着全球对清洁能源和可持续发展的需求日益增长,研究者们不断探索能够提高能源存储与转换效率的新材料。在这一背景下,非贵金属催化剂因其低成本、高效率以及环保特性,成为替代传统贵金属催化剂(如铂族金属)的重要研究方向。其中,铁基非贵金属催化剂(Fe-N-C)因其在碱性电解液中表现出的优异氧还原反应(ORR)活性而备受关注。然而,单一金属原子位点(SAS)的结构在某些反应条件下可能表现出局限性,特别是在涉及多步电子转移和中间体吸附脱附的复杂反应中。因此,如何通过引入第二种金属元素,构建具有协同效应的双原子催化剂(DACs),成为提升催化剂性能的关键研究课题。本研究提出了一种创新策略,通过引入p

    来源:Journal of Colloid and Interface Science

    时间:2025-09-16

  • 通过反硝化作用与部分反硝化厌氧氨氧化(anammox)耦合,同步去除二级出水中的碳和氮的性能与机制

    在现代污水处理技术中,同步去除碳(C)和氮(N)的效率与成本控制是关键问题。特别是在城市污水处理厂(MWWTPs)的二级处理后出水(SE)中,由于有机物的生物降解性差以及碳源不足,导致C和N的去除效果不理想,无法满足日益严格的排放标准。为此,研究团队开发了一种新型的同步碳氮去除技术,该技术基于厌氧氨氧化(Anammox)细菌与适应性水解细菌的协同作用,通过构建实验室规模的脱氮滤池(DF)系统,实现了对SE中碳和氮的高效去除,同时避免了化学药剂的使用,降低了运行成本。本研究中,DF的进水为实际二级出水与二级进水(SI)的混合物。随着SI比例的增加,出水中的总氮(TN)浓度逐步下降,最终达到8.9

    来源:Journal of Cleaner Production

    时间:2025-09-16

  • Na-Ce/Al₂O₃水解催化剂的耐盐酸性能得到提升,从而增强了高炉气净化效果

    林玉婷|李宇然|曹强|王建山|崔彦斌|朱婷玉中国科学院绿色制造创新研究院过程工程研究所绿色工艺与工程国家重点实验室,北京,100190,中国摘要羰基硫(COS)水解催化剂的活性受到氢氯酸(HCl)的抑制,从而限制了高炉气净化的应用。HCl的存在通过破坏Al-O键和-OH基团显著降低了COS的水解转化率。为了提高含HCl气氛中COS水解的活性,设计了一种新型的钠和铈负载的铝基催化剂(Na-Ce/Al2O3)。研究发现,添加铈可以产生氧空位,这对促进催化剂活性具有三种作用:由于HCl占据氧空位,硫化氢(H2S)的氧化受到抑制,减少了硫物种的沉积;H2O可以吸附在氧空位上并解离生成-OH基团,从而改

    来源:Journal of Cleaner Production

    时间:2025-09-16

  • 绿泥石及其对中国四川盆地西南部上沙溪庙组致密砂岩储层性质的影响

    在西南部四川盆地的上沙溪庙组中,自生绿泥石广泛分布,是致密砂岩储层中的重要矿物成分。对这类绿泥石的成因及其对储层质量的影响进行深入研究,对于天然气勘探具有重要意义。本文系统地探讨了自生绿泥石的分布特征、形成机制及其对储层质量的影响。研究中识别出三种主要的绿泥石形态:粒间包膜型、孔隙衬里型(占主导地位)以及孔隙填充型。化学成分分析表明,粒间包膜型绿泥石主要由镁绿泥石组成,而孔隙衬里型和孔隙填充型则主要由镁绿泥石或铝绿泥石构成。自生绿泥石的形成条件通常是在中低温和低氧/硫逸度环境下进行的。粒间包膜型绿泥石的形成发生在同沉积至早成岩A期,其形成机制包括在高能水动力条件下,绿泥石前驱体通过吸附沉淀作用

    来源:Journal of Asian Earth Sciences

    时间:2025-09-16

  • 印度尼西亚松巴岛全新世海岸地貌的形态形成过程

    研究与分析印尼松巴岛(Sumba Island)的全新世(Holocene)海岸阶地,为我们理解过去海平面变化以及该地区地质活动提供了重要线索。松巴岛是东南亚一个重要的研究区域,因其复杂的地质构造和丰富的海岸地貌而闻名。本文通过描述和分析十五个海岸站点,涵盖了松巴岛南北海岸的差异,并探讨了这些差异背后的成因。这些海岸阶地不仅在形态上表现出多样性,还涉及生物构建(如珊瑚礁)、沉积作用以及海平面波动等多种过程。研究发现,这些阶地的保存状态在南北海岸之间存在显著差异,这可能影响我们对海平面变化和地壳运动的重建。### 松巴岛的地理与地质背景松巴岛位于印度洋,地处东南亚的活跃地质带,靠近印度尼西亚的活

    来源:Journal of Asian Earth Sciences: X

    时间:2025-09-16

  • 共形铜壳结构在粉末电极上实现了稳定的锌镀层沉积

    丛光宇|袁龙E|李思琪|贾洪胜|苏宇刚|刘万强教育部功能材料物理与化学重点实验室,吉林师范大学,四平136000,中国摘要开发无枝晶且高可逆性的锌阳极仍然是推动水系锌离子电池(AZIBs)发展的关键挑战。在这项工作中,我们提出了一种简单而有效的界面工程策略,通过原位化学镀铜和室温冷压技术制备了致密的Cu涂层Zn粉末(ZCN)阳极。与原始Zn粉末(ZnP)和水系镀Cu的Zn-Cu(ZCH)电极相比,ZCN表现出更好的界面均匀性、更低的表面粗糙度以及更高的亲水性,这一点通过SEM、XPS和接触角测量得到了证实。电化学分析表明,ZCN具有出色的循环稳定性,在1 mA cm⁻²的电流密度下可稳定沉积/

    来源:Journal of Alloys and Compounds

    时间:2025-09-16

  • MgH₂/V₂O₅复合材料的化学转化生成Mg-V-O岩盐,及其对MgH₂电化学锂转化性能和储氢特性的影响

    在这项研究中,科学家们探讨了V掺杂MgO岩盐结构在锂离子电池中的催化作用,以及其对MgH₂氢存储性能的影响。通过一系列实验和分析,研究揭示了V₂O₅与MgH₂之间的化学相互作用,并进一步探讨了这些相互作用如何影响电池的性能和稳定性。首先,研究团队通过X射线衍射(XRD)分析了球磨处理后的不同xMgH₂+V₂O₅复合样品(x=0, 0.125, 0.25, 0.5, 2, 4, 6, 8和10)。XRD结果显示,在MgH₂富集的条件下,V₂O₅被强烈还原,形成了一种混合的Mg-V-O氧化物相,具有岩盐结构,记作MgₓVᵧOₓ₊ᵧ。这种相的形成在X射线光电子能谱(XPS)分析中得到了进一步的支持,

    来源:Journal of Alloys and Compounds

    时间:2025-09-16

  • SiC f/SiC复合材料中Si-Hf-C键涂层的微观结构演变及水氧腐蚀行为

    本研究聚焦于解决环境屏障涂层(EBCs)在高温水氧腐蚀环境下存在的性能问题,特别是硅基涂层因相变剥落和快速消耗而导致的失效。针对这一挑战,科研人员通过双辉等离子合金化(DGPA)技术,制备了一种新型的Si-Hf-C复合型涂层,用于SiC纤维/基体陶瓷基复合材料(CMCs)表面。这种涂层不仅展现出高密度的表面结构和良好的附着力,还通过引入铪元素显著提升了涂层的硬度和弹性应变极限,从而在高温水氧环境中表现出更强的耐腐蚀能力。本文从材料设计、制备工艺、结构分析和性能测试等多个角度,系统探讨了Si-Hf-C涂层的性能提升机制,并结合第一性原理计算,进一步验证了其在氧化前后的弹性与热力学特性。### 研

    来源:Journal of Alloys and Compounds

    时间:2025-09-16

  • 基于晶体粘塑性理论预测镍基超合金中雀斑缺陷的蠕变寿命

    本文研究了镍基定向凝固高温合金涡轮叶片中“瑕疵”缺陷对蠕变性能的影响,重点探讨了这些缺陷在高温、高应力条件下的破坏机制。通过从实际叶片中切割样本,对“瑕疵”区域的微观结构进行了系统分析,并结合晶体塑性理论和有限元分析方法,评估了不同“瑕疵”面积比例对蠕变寿命的影响。研究发现,随着“瑕疵”面积比例的增加,叶片的蠕变寿命显著下降,其中12%和62%的“瑕疵”面积比例分别使蠕变寿命比无“瑕疵”样本减少了38%和74%。这一结果表明,“瑕疵”缺陷对合金的蠕变性能具有显著的负面影响,尤其是在高温环境下,其导致的裂纹扩展路径和应力集中现象成为蠕变破坏的主要原因。镍基定向凝固高温合金因其优异的高温强度和抗氧

    来源:Journal of Alloys and Compounds

    时间:2025-09-16

  • 通过葡萄糖辅助的氢键网络构建快速合成草酸亚铁晶体,并提升其储锂性能

    本研究聚焦于一种新型的锂离子电池负极材料——无水草酸亚铁的制备与性能优化。草酸亚铁因其在锂离子储存方面表现出的高容量特性,被认为是高性能锂离子电池的潜在材料之一。然而,其在实际应用中面临两大挑战:电子迁移率较低以及电化学稳定性不足。这两个问题限制了其在高电流密度下的应用潜力,也影响了其循环性能。因此,如何通过材料设计提升草酸亚铁的电化学性能,成为当前研究的重要方向。在本研究中,研究人员采用了一种基于葡萄糖(Glu)辅助的液相沉淀法,成功合成了具有特定形貌的草酸亚铁材料。通过引入葡萄糖分子,不仅调控了草酸亚铁的晶体生长过程,还显著改善了其微观结构特性。具体而言,葡萄糖分子在反应过程中形成氢键网络

    来源:Journal of Alloys and Compounds

    时间:2025-09-16

  • π-π堆叠的全共轭COF/石墨烯异质结构的界面电荷转移与电子云扩展:在超快光子应用中的研究

    C2P-5作为一种新型的基于三苯基(TP)的二维共价有机框架(COF)材料,因其独特的全π共轭结构和优异的性能,在超快光子学领域展现出巨大的应用潜力。与传统COF材料相比,C2P-5不仅具备高的电导率和电荷载流子迁移率,还通过π-π堆叠相互作用显著增强了其非线性光学(NLO)特性。基于这些优势,研究者们进一步探索了C2P-5与石墨烯之间的范德华异质结构,以期通过结构设计提升其在超快光纤激光器中的性能表现。通过超声辅助自组装法和干法转移法,成功制备了两种C2P-5/石墨烯异质结构,分别为CG-VHS-F和CG-VHS-T。这些异质结构在理论模拟和实验表征分析中表现出优异的界面电荷转移能力、电子云

    来源:Journal of Alloys and Compounds

    时间:2025-09-16


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