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纳米结构氧化铈渗透增强Ni/YSZ电极稳定性:实现可逆固体氧化物电池长效运行的新策略
能源危机与气候变化的双重挑战催生了可逆固体氧化物电池(rSOC)技术的快速发展。这种既能发电(FC模式)又能制氢(EC模式)的装置,在可再生能源存储领域展现出独特优势。然而传统Ni/YSZ燃料电极存在的镍(Ni)团聚问题,严重制约了其商业化进程。当工作温度达到750°C时,Ni颗粒会逐渐迁移聚集,导致三相边界(TPB)活性区域减少,电池性能持续衰减——未修饰电池在400小时内EC模式电流下降70%(0.67→0.2 A cm−2),FC模式下降37%(0.49→0.31 A cm−2)。材料微结构工程虽能延缓衰减,但治标不治本。研究团队另辟蹊径,采用纳米级铈掺杂氧化钆(CGO)渗透技术,在Ni
来源:Advanced Energy Materials
时间:2025-08-19
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P2型层状氧化物阴极中未还原分子氧(O2)的积累导致异常电压衰减的机制研究
这项突破性研究揭示了高钠含量P2型Na0.8Li0.26Mn0.74O2阴极材料中反常电压衰减的分子机制。与传统认知不同,研究发现该材料在电化学循环过程中会经历独特的氧演化路径:O2−→O−(氧空穴)→O-O二聚体→最终形成分子氧(O2)。令人惊讶的是,脱钠后的材料更倾向于将氧化氧物种稳定为分子氧而非二聚体。随着循环进行,这些未还原的氧分子会被不可逆地禁锢在纳米空隙中,同时触发材料局部的相分离现象——放电态结构中形成富锰区域和富锂团簇。这种分子氧积累与相分离的协同作用,正是导致异常电压衰减的罪魁祸首。该发现不仅颠覆了人们对P2相结构稳定性的传统认知,更为设计新型阴离子氧化还原反应(ARR)活性
来源:Advanced Energy Materials
时间:2025-08-19
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紫外辐射与剪切力诱导聚对苯二甲酸乙二醇酯降解的流变学表征:环境与加工历史对可回收性的影响机制研究
紫外诱导降解的竞争机制研究通过模拟干燥、淡水和海水环境中的UV老化实验,结合流变学分析,揭示了PET降解的双路径:干燥条件下UV引发分子交联,导致熔体粘度上升12倍;而水环境中UV被散射,水解断链主导降解,分子量(Mw)下降50%。偏振光学显微镜(POM)显示,UV暴露后PET结晶温度(Tc)升高7°C,冷结晶峰消失,表明结晶度从22.4%提升至30.6%。剪切力驱动的分子重构在90–450 s−1剪切速率下,原生PET因后聚合反应使Mw增加16%,而回收PET每90 s−1剪切速率增量导致Mw降低10%。差示扫描量热法(DSC)证实,单次剪切使结晶尺寸缩减70%,生成戊酸等挥发性产物(SPM
来源:Polymer Engineering & Science
时间:2025-08-19
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高回收含量聚碳酸酯-聚对苯二甲酸丁二醇酯共混物的增强冲击性能研究:纳米级半互穿网络结构与性能优化
摘要70 kJ/m2的缺口冲击强度。扫描透射电镜(STEM)结合能谱(EDS)揭示了纳米级半互穿网络(SIPN)结构,而差示扫描量热(DSC)证实酯交换反应导致PBT非晶化,动态力学分析(DMA)显示单一松弛峰,表明聚合物相间分子级相容性提升。引言汽车行业对轻量化与材料循环的需求驱动了高回收含量工程塑料的开发。聚碳酸酯(PC)因优异的机械性能广泛用于汽车部件,但其缺口敏感性限制了厚壁件应用。通过共混PBT可弥补PC的化学耐受性缺陷,但传统PC/PBT共混物(如XENOY)的冲击性能不足。本研究利用工业废料r-PC,通过反应挤出优化相态结构,目标超越商业材料的性能。实验方法材料与加工:采用双螺杆
来源:Polymer Engineering & Science
时间:2025-08-19
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有机混合离子-电子导体薄膜中渗透现象对储能性能的调控机制研究
有机混合离子-电子导体(OMIECs)因其独特的离子-电子协同传输能力,成为推动新型光电器件和储能技术发展的核心材料。研究团队创新性地采用聚乙烯氧化物(PEO)作为聚合物基质,通过引入金属钛纳米颗粒(TiNPs)构建电子传导网络,并加入分子碘(I2)实现离子传导功能。当材料体系达到渗透阈值时,PEO/TiNPs复合薄膜的电导率从初始的2.31×10−5S·cm−1跃升至90.64S·cm−1,而引入碘元素后更飙升至266.91S·cm−1。电化学测试显示,该材料的储能机制随组分变化发生有趣转变:纯PEO/TiNPs体系表现出69.4F·g−1的双电层电容行为,而I2的掺入使比电容提升至91.4
来源:Energy Technology
时间:2025-08-19
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基于自适应补偿的智能微电网电能质量优化与谐波抑制研究
可再生能源系统因其环境友好特性正被广泛采用,但并网引发的电能质量(Power Quality, PQ)问题亟待解决。这项研究构建了革命性的智能微电网(Smart-Microgrid, SMG)系统,其核心是融合冠豪猪优化算法(Crested Porcupine Optimization, CPO)与双流多依赖图神经网络(Dual-stream Multidependency Graph Neural Network, DMGNN)的协同控制策略。系统采用自适应电能质量补偿器(Adaptive Power Quality Compensator, APQC),创新性地将晶闸管控制串联电容器(Th
来源:Energy Technology
时间:2025-08-19
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用于微电源应用的双共振压电-电磁混合振动能量收集器
摘要 本研究专注于一种压电-电磁混合能量收集器的设计,适用于低功耗应用,如传感器和无线节点。该混合能量收集器的结构设计、建模和仿真通过解析分析和有限元分析(FEA)进行了验证。其独特之处在于采用了梯形质量块结构以最小化空气间隙,并使用微型排斥磁铁来降低频率,从而提高整体功率密度。该收集器由一对对悬臂梁组成,每对悬臂梁上分别安装有一个质量块和一个磁铁,构成电磁部分;同时,每个悬臂梁上还装有压电元件和电极,形成压电部分。这两个部分协同工作,构成了一种双共振压电-电磁混合振动能量收集器(DRHEH)。FEA被用来对这种收集器进行建模和仿真。这种简单且紧凑
来源:Energy Technology
时间:2025-08-19
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加热表面进行防水处理对莱顿弗罗斯特(Leidenfrost)液滴的影响
本研究探讨了在加热表面上,水滴在Leidenfrost效应下的流动行为。通过对加热表面进行水滴排斥处理,接触角从76°增加到120°,表面粗糙度也略有提升。实验结果表明,未经处理的表面在260°C时蒸发时间达到峰值,而经过处理的表面则表现出线性蒸发趋势,其Leidenfrost温度降低至140–160°C。这表明,水滴排斥处理促进了更早的蒸汽膜形成,从而提高了蒸发效率。微观观察确认了在140°C时水滴开始悬浮。粒子图像测速(PIV)分析显示,随着温度的升高,水滴内部的流动速度也在增加,并且在处理后的表面上流动速度更高。这些发现表明,水滴排斥处理可以有效降低Leidenfrost温度并增强水滴内
来源:Chemical Engineering & Technology
时间:2025-08-19
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利用废弃茶提取物实现NiO纳米颗粒的绿色合成,并将其作为乙醇氧化反应的潜在电阳极
摘要 本研究提出了一种新型方法,旨在开发可持续能源材料。采用废弃茶渣提取物通过绿色合成技术制备了氧化镍(NiO)纳米颗粒(NiO NPs)。对制备得到的NiO NPs进行了乙醇电氧化实验,结果显示在1 M KOH + 1 M乙醇介质中,电流密度为10 mA cm⁻²时,过电位从1 M KOH条件下的0.67 V显著降低至0.44 V。与传统的铂基电催化剂相比,绿色合成的NiO NPs表现出更优异的催化性能,其塔菲尔斜率(Tafel slope)为102 mV dec⁻¹,电荷转移电阻为26 Ω。这些结果证明了利用生物启发方法合成NiO NPs的高效
来源:Energy Technology
时间:2025-08-19
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交联环氧基凝胶聚合物电解质在锂离子电池中的应用
在当今快速发展的科技环境中,锂离子电池因其高能量密度、高功率密度以及长循环寿命而成为电子设备和新能源领域不可或缺的能量存储系统。然而,随着对电池安全性和可持续性的要求不断提高,传统液态电解质所存在的问题逐渐显现,例如锂枝晶的形成、固态电解质界面(SEI)的不稳定性、泄漏风险以及易燃性等,这些因素严重限制了锂离子电池的进一步发展。因此,科学家们开始探索新型的聚合物电解质材料,以解决这些问题并提升电池的整体性能。聚合物电解质因其独特的物理和化学特性,成为替代传统液态电解质的理想选择。它们不仅具有较低的可燃性,还具备良好的加工性能、机械柔韧性和优异的电化学稳定性。其中,凝胶聚合物电解质(GPEs)由
来源:Macromolecular Materials and Engineering
时间:2025-08-19
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在绝缘体上的硅(SOI)衬底上外延生长的III-V族纳米线产生的涡旋光束激光
光子晶体激光器作为一种具有独特光学特性的器件,近年来在光通信、光学捕获、高分辨率成像和激光雷达(LIDAR)等领域展现出巨大的应用潜力。其优势在于能够实现高发射功率和优异的光束质量,同时具备灵活的光束调控能力。其中,携带轨道角动量(OAM)的涡旋光束因其特殊的相位结构和抗大气湍流的能力,成为实现自由空间通信和增强光学系统性能的重要工具。本文围绕一种基于硅绝缘层(SOI)平台的InGaAs纳米线光子晶体激光器展开研究,探讨其在发射涡旋光束方面的性能与特性。研究的核心在于通过改变六边形纳米线阵列的结构,利用带反转现象(band inversion)来调控光子晶体的带隙特性,从而实现高Q值的单模激光
来源:Laser & Photonics Reviews
时间:2025-08-19
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高效准纳米晶体绿色钙钛矿发光二极管中自由激子与自陷激子之间的热力学平衡
摘要 金属卤化物钙钛矿在发光二极管(LED)方面展现出巨大潜力,这得益于它们易于制备且具备优异的光电性能,包括高色彩纯度和高载流子迁移率。然而,其光物理过程仍部分未被阐明。在本研究中,通过引入18-冠-6(18-crown-6)和tBO-Br作为双重钝化剂,通过控制成核和晶体生长过程抑制了准二维(准2D)钙钛矿的形成,从而制备出了具有更高结晶度和各向同性取向的高质量准纳米晶体薄膜。这种协同钝化作用减少了陷阱辅助的非辐射复合现象,使得在520纳米波长下的光致发光量子产率达到93.5%,同时延长了载流子的寿命。值得注意的是,该材料在5
来源:Laser & Photonics Reviews
时间:2025-08-19
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通过高熵合金气凝胶中的D带工程实现原子轨道驱动的SERS增强效应
摘要 理解材料-分子界面处的原子轨道级相互作用对于推进表面增强拉曼光谱(SERS)技术至关重要。虽然传统机制主要关注电磁效应或界面电荷转移(CT),但多金属系统中轨道杂化的作用仍尚未得到充分探索。本文提出了一种通过工程化高熵合金气凝胶(HEAAs)实现d带介导的电荷转移机制。通过一步共还原法合成的面心立方结构AuAgCuMnInBi HEAAs能够实现对结晶紫的超灵敏SERS检测。态密度分析表明,Mn-3d轨道连接了电子库(Au/Ag/Cu)和In/Bi-p轨道,从而实现了高效的电荷离域。在MnInBi子系统中可调节电压的SERS
来源:Laser & Photonics Reviews
时间:2025-08-19
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III-氮化物微阵列集成用于光子收发器
摘要 III族氮化物结构为高密度和多功能的光子集成提供了有前景的平台,适用于芯片上的光通信、计算和存储等关键应用。然而,III族氮化物光子集成面临着制造工艺复杂、光输出功率低以及-3 dB带宽窄等问题。本文将波长为275纳米的微阵列集成结构引入到氮化物光子集成电路(PICs)中。采用发光二极管(LEDs)和光电探测器(PDs)的太阳盲微阵列集成芯片在30 A cm-2的低电流密度下,将-3 dB带宽提升至451 MHz。此外,微型多量子阱(Mini-MQWs)结构被集成到太阳盲氮化物外延层中,有效缩短了载流子的寿命。Al反射器的设
来源:Laser & Photonics Reviews
时间:2025-08-19
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通过超表面的简并保护效应,在连续介质中实现普遍的偏振和角度无关的准束缚态
摘要 连续介质中的束缚态(BICs)具有高质量(Q)因子和强电磁场限制特性。这些特性使它们在光与物质相互作用、非线性光学和光学传感应用中极具吸引力。然而,大多数准BICs依赖于结构对称性的破缺,这不可避免地引入了偏振敏感性和角度依赖性,限制了它们的实际应用。本文展示了一种设计策略,通过在全介电超表面中利用简并保护机制,实现了偏振独立和角度独立的准BICs。通过精确调节纳米孔直径,可以诱导布里渊区的二次折叠,从而产生模式简并的准BICs,这些准BICs在远场辐射中自然消除了偏振依赖性。此外,带折叠导致光子带变得平坦,强烈抑制了角度色
来源:Laser & Photonics Reviews
时间:2025-08-19
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法国北部的青铜时代和铁器时代圆形房屋:来自英格兰南部的视角
摘要 在法国北部,随着以发展为导向的田野调查工作的扩展,人们发现了青铜时代和铁时代的圆形住宅建筑,这些建筑与英格兰南部的同类建筑具有相似的特征。通过陶器和金属制品的研究,人们已经知道英法两国之间存在联系,但定居点发掘工作的扩展为这一研究提供了新的视角。英格兰和法国的证据存在一些差异:法国的圆形住宅分布并未深入内陆。最紧密的联系并非出现在大西洋青铜时代(当时长途贸易尤为重要),而是在早期铁时代(当时长途贸易的规模较小)。或许,居住在法国海岸附近的社区通过加强英法之间的现有联盟,来表明自己与南部地区的独立性。这一点可以从英法两国水域两
来源:Oxford Journal of Archaeology
时间:2025-08-19
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护理者的幸福感是否因地区差异和州政策环境而有所不同?为农村、郊区和城市地区的护理者确定一种幸福感分类标准
### 理解照顾者福祉的复杂性与地区差异在现代社会中,照顾者不仅在个人层面承担着重要的角色,也在社会和经济层面发挥着深远的影响。然而,长期以来,研究人员和政策制定者对照顾者福祉的重视程度相对较低,尤其是在其对身心健康和生活质量的影响方面。本文通过分析美国中北部和东北部地区4620名照顾者的数据,探索了照顾者福祉的不同表现形式,并揭示了城乡差异及州级家庭政策对这些差异的潜在影响。照顾者福祉通常指个体在照顾他人过程中所感受到的整体生活满意度,包括情感、心理和社交层面。然而,这种福祉并非单一维度,而是涵盖了多种指标,如幸福感、自我评价的健康状况以及照顾对身体、心理和社交生活的影响。这些指标可以反映出
来源:Rural Sociology
时间:2025-08-19
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农村发展政策对社会资本的影响:测量、异质性以及对集体行动的启示
摘要 在农村发展研究中,社会资本(Social Capital, SC)弥补了社区内部资源和其他资本与集体行动(如公共资源管理)绩效之间的因果差距。然而,社会资本的概念较为模糊,其测量方法也存在争议。本研究聚焦于农村社会资本,并尝试通过分析994个日本社区中与各种集体行动(共22种类型)相关的数据来对其进行归纳性测量,而非像以往研究那样通过演绎方式逐个构建社会资本的组成部分。具体而言,我们评估了日本的多功能支付制度(Multifunctional Payment System, MPS)对农村社会资本积累的影响。该制度旨在支持诸如
来源:Rural Sociology
时间:2025-08-19
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毛苕子覆盖作物对亚热带淋溶土中氨氧化微生物的作物特异性影响
摘要 毛苕子(HV)的覆盖种植在塑造土壤养分动态和氨氧化微生物方面起着关键作用,尽管其在不同作物系统中的影响尚未得到充分研究。本研究探讨了毛苕子种植对花生和甘薯种植土壤的物理化学性质、潜在硝化活性(PNA)以及氨氧化微生物群落的影响。毛苕子种植显著增加了甘薯种植土壤中的有机碳(SOC)、总氮(TN)、铵离子(NH4+)和有效氮(AN)含量,但对花生种植土壤的这些性质影响不大。表层土壤中的PNA含量高于底层土壤,且毛苕子种植在这两种作物系统中均没有显著影响。氨氧化古菌(AOA)、细菌(AOB)和comammox Nitrospira
来源:Soil Use and Management
时间:2025-08-19
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章鱼壶综合征:重症监护病房中隐藏的心脏风险