-
双位点共掺杂策略:低价金属阳离子协同提升SrTiO3光催化分解水性能
在全球能源危机背景下,光催化分解水制氢技术被视为解决可持续能源问题的关键途径。作为典型钙钛矿材料,SrTiO3因其理想的能带结构备受关注,但本征Ti3+缺陷导致的光生载流子复合严重制约其实际应用。传统单掺杂策略虽能部分抑制缺陷,但存在掺杂浓度受限、热力学稳定性不足等瓶颈。尤其值得注意的是,先前研究多聚焦于高价A位与低价B位共掺杂,而对双低价金属协同作用的探索仍属空白。安徽大学的研究团队在《International Journal of Hydrogen Energy》发表的研究中,开创性地提出K+(A位)/Al3+(B位)双位点共掺杂策略。通过熔盐法成功合成系列K,Al-STO材料,发现0.
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-06-26
-
基于集成学习的金属有机框架氢存储效率预测模型研究
随着全球对化石燃料的依赖加剧,温室气体排放导致的气候变化已成为紧迫问题。氢能作为零排放能源载体备受关注,但其存储难题——尤其是金属有机框架(MOFs)材料性能预测的低效性——制约了实际应用。传统实验方法耗时耗力,而机器学习为这一困境提供了突破口。为突破氢存储技术瓶颈,研究人员开展了基于集成学习的MOFs氢吸附效率预测研究。通过收集219组实验样本,对比原始数据与经离群值剔除、归一化和特征工程处理后的数据建模效果,发现优化后的数据集使LightGBM和随机森林(RF)模型的预测精度显著提升:平均绝对误差(MAE)从0.49降至0.17,决定系数(R2)从0.73跃升至0.96。特征重要性分析指出
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-06-26
-
综述:零碳氢能储能系统与可再生能源发电系统耦合的风险评估
文献回顾全球能源转型背景下,氢能因其清洁特性成为研究热点。中国"氢能谷"等示范项目推动ZCHESS发展,但传统风险评估方法难以应对RE间歇性与氢能技术复杂性。现有研究多聚焦技术经济性,缺乏系统性风险量化框架。ZCHESS风险评价体系从安全、经济、环境、社会、技术五维度构建指标:安全风险:氢脆、泄漏爆炸(4.8MPa高压存储)技术瓶颈:电解槽效率(60-70%)、燃料电池耐久性(<5000小时)RE耦合特性:风光资源波动性(±30%出力偏差)方法论创新采用三阶段模型:SFS-CRITIC:处理专家评价模糊性,客观计算权重(氢脆权重0.217)CPT-TOPSIS:引入风险偏好系数λ=2.25,量
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-06-26
-
甲醇蒸汽重整制氢的热力学、能量与㶲分析:反应参数优化与系统性能评估
在全球能源转型背景下,氢能作为零碳能源载体备受关注。然而,氢能产业链中制氢环节仍面临效率瓶颈和碳排放问题。甲醇蒸汽重整(SRM)因其反应条件温和、氢碳比高等优势成为分布式制氢的重要选择,但该过程涉及复杂的反应网络,包括甲醇分解、水气变换(WGS)等主反应以及二甲醚(DME)、甲酸甲酯等副反应路径,反应参数调控直接影响H2产率和系统能效。现有研究多聚焦单一参数影响,缺乏对热力学性能的系统评估。印度理工学院的研究团队在《International Journal of Hydrogen Energy》发表论文,采用Aspen Plus软件建立SRM过程的吉布斯自由能最小化模型,综合考虑12种可能产
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-06-26
-
新型席夫碱-Pd(II)配合物的设计合成及其DNA相互作用机制与抗癌抗菌活性研究
在当代医学化学领域,金属配合物的开发正成为对抗癌症和耐药菌感染的重要突破口。传统铂类抗癌药物如顺铂虽广泛应用,但存在毒性大、耐药性等问题。与此同时,源自脱氢乙酸(DHA)的席夫碱配体因其独特的生物活性备受关注,但其金属配合物的DNA结合机制与抗癌效能的系统研究仍存空白。开罗大学化学系Perihan A. Khalf-Alla团队在《Inorganic Chemistry Communications》发表的研究,通过精准设计新型Pd(II)-席夫碱配合物,为这一领域带来突破性进展。研究采用核磁共振(1H/13C NMR)、元素分析(CHN)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和紫外-可见光谱(U
来源:Inorganic Chemistry Communications
时间:2025-06-26
-
综述:可持续植物纤维复合材料加工中的挑战概述
植物纤维复合材料的结构基础植物纤维作为典型的生物基增强体,主要来源于麻类(亚麻、黄麻)、叶纤维(剑麻)及禾本科(竹纤维)等。其多层次结构从宏观束状到纳米级微纤丝(直径约10-30 nm)呈现高度异质性。纤维素微纤丝以螺旋角(MFA 5°-30°)排列构成次级细胞壁S2层,该角度直接影响纤维力学性能——低MFA的亚麻纤维弹性模量可达100 GPa,而高MFA的椰壳纤维仅4-6 GPa。这种结构特性导致加工过程中出现显著的各向异性行为。水分吸收与膨胀动力学挑战植物纤维的羟基含量(纤维素60-85%)使其具有固有亲水性,水分吸收率可达12-15%。研究表明,亚麻纤维在95%RH环境下吸湿后,其增强环
来源:Industrial Crops and Products
时间:2025-06-26
-
俯冲驱动地幔熔融对早二叠世天山造山带岩浆演化的控制机制
【研究背景】地球深部动力学过程如何影响大陆演化,一直是地质学的核心问题。早二叠世,塔里木克拉通下的地幔柱活动与相邻天山造山带的碰撞造山作用在时空上重叠,这种罕见现象为研究汇聚构造中的深部相互作用提供了理想窗口。然而,学界对天山地区同期基性岩墙的成因存在激烈争论:究竟是地幔柱热驱动的熔融产物,还是俯冲相关的水化熔融结果?这一争议直接关系到对中亚造山带(CAOB)晚古生代构造-岩浆体系的认知。【研究设计与方法】中国某高校联合团队在《Global and Planetary Change》发表论文,选取东天山巩沟剖面9件基性岩墙样品,整合锆石U-Pb定年(激光剥蚀电感耦合等离子体质谱LA-ICP-M
来源:Global and Planetary Change
时间:2025-06-26
-
综述:华北克拉通晚新太古代赞岐岩的地球动力学视角
华北克拉通晚新太古代赞岐岩的地球动力学视角赞岐岩的定义与全球背景赞岐岩是地球上最古老的富Mg-Fe-K花岗质岩浆,形成于晚太古代(3.0-2.5 Ga),以二长闪长岩、石英二长岩为主,具有高相容元素(Mg、Ni、Cr)与不相容元素(K、Ba、Sr)共存的矛盾特征。其命名源自日本赞岐地区的高镁安山岩,严格定义要求SiO260。近年研究将其扩展为赞岐岩系列(SiO2 55-70 wt.%),成为揭示早期大陆地壳生长的"金钥匙"。岩石成因分类与地幔源区特征赞岐岩可分为两类:弱分异型(SiO2 <62 wt.%):直接来源于交代地幔的部分熔融,受控于三大因素——交代组分(沉积物熔体vs洋壳熔体)、交代
来源:Geosystems and Geoenvironment
时间:2025-06-26
-
湖相碳质页岩热成熟过程中地球化学与岩石物理性质的协同演化机制及其油气开发意义
【研究背景】370°C)呈现相反的孔隙演化趋势?这些问题的解答直接关系到页岩油原位转化工艺的温度窗口选择。来自中国石油勘探开发研究院的Juncheng Qiao团队在《Geoenergy Science and Engineering》发表的研究,通过创新性设计厘米级岩芯含水热解实验,首次系统揭示了OM分解与孔隙网络演化的时空耦合规律。研究选取Junggar盆地Jimsar凹陷Lucaogou组(P2l2)四种纹理差异的湖相页岩,采用阶梯升温(295-400°C)模拟完整成熟度序列,结合Rock-Eval、低氮吸附(LTNA)和X射线CT三维重构技术,构建了"生烃-储集-运移"全过程动态模型。
来源:Geoenergy Science and Engineering
时间:2025-06-26
-
河流主导型大陆边缘陆源有机碳埋藏的气候控制与人为扰动:从总碳到难降解组分的分异模式与驱动机制
地球系统碳循环中,陆源有机碳(OCterr)通过河流向海洋的输送与埋藏是连接陆地与海洋碳库的关键环节。作为最大的当代地质碳汇,河流主导型大陆边缘沉积了全球90%的海洋有机碳,但其埋藏效率受气候与人类活动的双重调控仍不明确。尤其进入人类世以来,大坝建设、化石燃料使用等扰动使得陆源碳的输送通量与化学组成发生根本改变,但缺乏高分辨率沉积记录揭示这种转变的定量特征与机制。更关键的是,传统研究多关注总OCterr,而对难降解组分(refractory OC)这一可能长期封存的碳库认识不足,限制了对现代碳汇功能的准确评估。针对这一科学难题,中国海洋大学等机构的研究团队选取长江-东海这一典型河流-陆架系统,
来源:Geochimica et Cosmochimica Acta
时间:2025-06-26
-
俯冲带前弧脱碳作用与高δ26Mg流体生成的关联机制:来自含碳酸盐前弧蛇纹岩的约束
地球的俯冲带如同巨大的物质传送带,将地表碳通过海洋板块俯冲带入地球深部。然而这个过程中,碳究竟如何从俯冲板片释放并影响弧岩浆形成,一直是地球化学领域的核心谜题。尤其令人困惑的是,全球许多弧岩浆表现出异常高的镁同位素组成(δ26Mg值达+0.06‰),远高于正常地幔值(-0.25±0.07‰),这与俯冲碳酸盐岩(δ26Mg低至-5‰)的预期贡献相矛盾。西北大学的研究团队在《Geochimica et Cosmochimica Acta》发表的研究,通过剖析勉略构造带含碳酸盐蛇纹岩的镁同位素特征,首次建立了前弧脱碳作用与深部高δ26Mg流体生成的内在联系。研究团队采用多技术联用策略:激光剥蚀电感耦
来源:Geochimica et Cosmochimica Acta
时间:2025-06-26
-
终末期小跗跖关节骨关节炎患者步态中足部节段间运动的生物力学特征研究
足部骨关节炎是导致中老年人功能障碍的常见疾病,其中小跗跖关节(Tarsometatarsal, TMT)作为连接中足与前足的关键结构,其退变会显著影响步态功能。尽管第一跖趾关节病变研究较多,但TMT关节——特别是第二、三TMT关节(又称lesser TMT joints)——在步态周期中承担着将后足负荷传递至前足的重要生物力学功能。临床观察发现,这些关节的关节炎常与拇外翻畸形相关,但动态功能障碍机制尚未阐明。传统X线检查仅能提供静态结构信息,而多节段足模型(Multi-segment Foot Model)技术的出现,为揭示TMT关节炎患者的动态运动异常提供了新工具。韩国医疗技术研发项目和首尔
来源:Gait & Posture
时间:2025-06-26
-
四川盆地龙马溪组S1l11-1亚层页岩渗透率各向异性与非达西效应:揭示页岩气高效开发的关键控制因素
页岩气作为21世纪变革性的非常规天然气资源,中国2024年产量已突破250亿立方米。然而页岩纳米级孔隙与层状结构导致的渗透率各向异性和非达西流行为,仍是制约高效开发的关键瓶颈。传统研究多采用水平/垂直钻孔岩心分析各向异性,但该方法难以准确表征高度非均质页岩的真实渗透率特征。更棘手的是,现有实验数据无法解释立方体样品与粉碎样品渗透率的差异,且不同方向渗流的主控因素尚不明确。针对这些挑战,中国科学院地质与地球物理研究所等机构的研究人员创新性地采用立方体-粉碎颗粒联合实验方法,对四川盆地龙马溪组S1l11-1亚层(中国页岩气主力产层)27个样品展开系统研究。通过脉冲衰减法测定立方体样品三个方向的渗透
-
基于红豆壳生物质的高性能直接碳固体氧化物燃料电池研究
随着全球能源危机和环境问题日益严峻,寻找清洁高效的可再生能源技术成为当务之急。传统化石燃料不仅储量有限,其燃烧过程还排放大量温室气体和污染物。尽管生物质能源因其碳中和特性备受关注,但现有生物质燃料电池普遍存在碳含量低、杂质多、性能不佳等瓶颈。如何通过材料设计和工艺优化提升生物质燃料的能源转化效率,成为能源领域的关键科学问题。针对这一挑战,昆明理工大学的研究团队在《Fuel》期刊发表了一项创新研究,他们选择中国云南特色资源红豆壳(Red Bean Shell, RBS)作为研究对象,开发出高性能直接碳固体氧化物燃料电池(DC-SOFCs)。这项研究首次实现了生物质直接作为燃料时619 mW cm
-
甲烷-空气层流火焰发展与锚定中流动参数及氢气添加效应的数值研究
火焰燃烧研究一直是能源与动力工程领域的核心课题,尤其在低碳转型背景下,如何优化传统甲烷燃料的燃烧效率并探索氢气掺混的可行性成为关键。然而,层流火焰的稳定性和结构受流速分布、温度梯度及燃料组分等多因素影响,现有研究对氢气掺混与流动参数耦合作用的机制尚未阐明。为此,来自国内某研究机构的团队在《Fuel》发表论文,通过数值模拟系统分析了甲烷-空气层流火焰的演化规律。研究采用ANSYS FLUENT 2023 R2构建二维轴对称模型,结合GRI-Mech 3.0反应机理,模拟了不同流速分布(抛物线型、平顶型、塞流型)下火焰结构的变化。通过网格独立性验证和实验数据对比(误差<7%),量化了火焰高度、预热
-
钾铁酸盐与温和超声预处理协同提升榛子壳甲烷产量的动力学研究及模型优化
在全球能源转型与碳中和背景下,木质纤维素废弃物的高效能源化利用成为研究热点。榛子壳(HS)作为典型的农业废弃物,其复杂的木质素-纤维素-半纤维素三维结构严重制约厌氧消化(AD)过程中的甲烷(CH4)产率。传统化学预处理存在环境污染风险,而单纯机械预处理又难以有效破坏木质素屏障。如何开发绿色高效的预处理技术,成为提升生物质能源转化效率的关键瓶颈。针对这一挑战,来自中国的研究团队在《Fuel》发表创新性研究,首次系统探究了钾铁酸盐(PF)这种强氧化剂与超声(US)协同预处理对HS甲烷化的增强机制。研究人员通过多尺度实验与模型模拟相结合,不仅证实了该联合预处理的技术可行性,更揭示了其通过破坏木质素超
-
润滑机油作为氢发动机自燃中心的潜力研究:反应性改变、化学点火与传播模式
随着全球交通领域CO2排放量回升至疫情前水平(2019年约6.1Gt),氢燃料内燃机(ICE)因其零尾气碳排放特性成为转型关键。然而,氢气的宽可燃范围(ΦH2=0.25-0.75)和低点火能量使其易受润滑油微滴诱导的预燃现象影响,导致发动机性能下降甚至损坏。传统研究多聚焦于温度不均匀性引发的“热点”效应,而中国某高校团队首次系统揭示了润滑油作为化学活性中心的潜在威胁。研究团队通过构建“洋葱皮”模型解析润滑油液滴(rs=25-75μm)在H2/air环境中的蒸气扩散行为,结合HyLube化学反应机理(包含133物种/2074反应),量化了油滴周围温度场(T)与组分分布(Yoil)的耦合效应。关键
-
气流床气化炉新型概念开发:基于数值模拟的几何结构与燃烧器协同优化研究
在能源转型背景下,煤炭高效清洁利用成为关键课题。气流床气化技术(Entrained-flow gasification, EFG)作为将煤转化为合成气(H2/CO)的核心工艺,其反应器设计长期面临"大体积低效率"的困境。传统GSP型气化炉为保障91.7%的炭转化率(Char conversion),需维持4.2m×2m的巨大反应空间,导致投资成本高昂。更矛盾的是,增大反应体积虽能延长颗粒停留时间,却会降低容积效率;而简单缩小尺寸又可能影响反应完整性。这种"体积-效率"的博弈,成为制约EFG技术发展的阿喀琉斯之踵。针对这一难题,国内研究人员通过计算流体力学(CFD)开展了系统性研究。研究团队创新
-
热解过程中生物质微观形变与化学组分演变的协同机制及其对生物炭结构调控的启示
生物炭作为重要的碳封存和土壤改良材料,其全球市场规模预计在2025年达到33亿美元。然而,原料来源、碳化工艺和应用条件的差异导致生物炭存在显著的物理结构和化学组成异质性,这严重制约了其高值化和大规模应用。目前研究多聚焦于生物质化学组分的热解行为,但对原始物理结构演变及其与化学变化的关联机制仍不清楚。中国的研究团队通过多尺度表征技术,首次系统揭示了生物质热解过程中的结构形变规律与化学组分演变的协同机制。研究采用计算机断层扫描(CT)和聚焦离子束-透射电镜(FIB-TEM)联用技术,结合热重质谱(TG-MS)分析。以新疆博乐市棉秆木质部为研究对象,在300-800°C温度梯度下制备生物炭样本,通过
-
金属有机框架衍生的缺陷富集双金属铈/锰氧化物@碳纳米复合材料在电解水与超级电容器中的协同增效研究
能源危机与环境污染的加剧促使研究者探索高效、低成本的能源存储与转换材料。当前,超级电容器受限于低能量密度(2–10 Whkg−1),而电解水制氢技术依赖昂贵的贵金属催化剂(如Pt、IrO2)。过渡金属氧化物(如MnO2、CeO2)虽成本低廉,但存在导电性差、结构不稳定等问题。针对这些挑战,国内某研究团队在《Fuel》发表研究,通过金属有机框架(MOF)衍生策略设计了一种缺陷富集的双金属铈/锰氧化物@碳(Ce/Mn-O@C)纳米复合材料,显著提升了材料在超级电容器和电解水反应中的性能。研究采用溶剂热法合成Ce/Mn-MOF前驱体,经300°C氩气氛围热处理获得Ce/Mn-O@C。通过X射线衍射(