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  • 基于物理机制耦合的时空深度学习模型:多步水位预测新框架

    在全球气候变化加剧的背景下,洪水与干旱灾害频发已成为威胁人类安全的重大挑战。传统水文预报方法面临两难困境:基于物理机制的模型虽能精确模拟流域时空动态,但依赖详细地形数据和巨大算力;而数据驱动的深度学习模型(DL)虽计算高效,却在数据稀缺时表现乏力。这种矛盾在监测设施不足的发展中地区尤为突出,亟需一种能兼顾物理机理与数据效率的新型预测框架。中国某高校研究团队在《Journal of Hydrology》发表的研究中,创新性地将分布式水文-水动力耦合模型(DHHDM)与时空深度学习技术相结合。该团队在湘江下游流域构建了高保真物理模型,通过图卷积网络(GCN)提取河网拓扑关系,并嵌入长短期记忆网络(

    来源:Journal of Hydrology

    时间:2025-06-16

  • 长三角绿色生态一体化背景下江南水乡多空间尺度景观格局对季节性水质的影响机制与预测研究

    在全球河流水质持续恶化的背景下,江南水乡作为典型的水网密集区,面临着农业扩张、城市化与气候变化的复合压力。尽管已有研究指出河岸带景观格局对水质具有调控作用,但关于其季节性差异、空间尺度效应及未来情景响应的系统性研究仍显不足。浙江嘉善县作为长三角绿色生态一体化发展示范区(YRD-GIEDZ)的组成部分,其密集的河网与高强度人类活动使其成为探究这一问题的理想区域。为揭示景观-水质关系的时空规律,研究人员选取pH、总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH3-N)和高锰酸盐指数(CODmn)五项指标,结合Sentinel-2遥感数据生成的15米分辨率土地利用/覆被(LULC)数据,在100-1000 m

    来源:Journal of Hydrology: Regional Studies

    时间:2025-06-16

  • 基于CMIP6的西北地区未来气象干旱时空演变及气象驱动因子分析

    在全球变暖背景下,干旱作为极端气候事件已对农业、生态和社会经济造成深远影响。西北地区作为中国典型的干旱-半干旱区,其"暖干化"与"暖湿化"转型争议持续多年。尽管观测显示该区域降水有所增加,但升温速率远超全球平均水平,导致蒸发需求激增,使得干旱风险不降反增。更棘手的是,西北地区拥有独特的"山地-盆地"相间地貌,冰川融水与绿洲经济高度依赖脆弱的水循环平衡。究竟未来气象干旱会如何演变?哪些气象要素在主导这一过程?这些问题直接关系到"丝绸之路经济带"的水安全战略。针对这一科学难题,中国科学院西北生态环境资源研究院联合国内多家科研机构,基于CMIP6的21个全球气候模型输出数据,采用RoMBC偏差校正方

    来源:Journal of Hydrology: Regional Studies

    时间:2025-06-16

  • 基于因果特征与物理机制耦合的梯级水库多目标调度规则提取框架研究

    在全球能源转型背景下,水电作为清洁可再生能源的核心组成部分,其高效调度关乎国家能源安全与可持续发展。中国拥有全球15%的水电装机容量(694 GW),而梯级水库的协同优化运行能显著提升水电效益。然而,当前基于深度学习的调度规则提取面临两大瓶颈:一是高维输入特征导致"维度灾难",传统降维方法如Pearson相关系数和主成分分析(PCA)仅能捕捉变量相关性而忽视因果性;二是模型"黑箱"特性使其缺乏物理机制约束,可能产生违背水库运行原理的调度方案。针对这些挑战,中国某研究机构团队在《Journal of Hydrology: Regional Studies》发表研究,提出创新性的规则提取框架。研究

    来源:Journal of Hydrology: Regional Studies

    时间:2025-06-16

  • 牡蛎养殖与水动力特征调控亚热带海区沉积有机质的分布与累积机制

    在蓝色经济快速发展的背景下,牡蛎养殖作为全球重要的水产活动,正深刻改变着近海生态系统的碳循环格局。中国作为世界最大牡蛎生产国,其养殖活动对沉积有机质(SOM)的影响尤为显著。然而,当前研究对亚热带海湾这一特殊环境中,水动力条件与养殖活动如何协同调控SOM的分布与积累仍缺乏系统认知。大鹏湾(DPC)与湛江湾(ZJB)作为南海北部典型的牡蛎养殖区,前者以强水动力(潮汐流速达0.5 m s-1)著称,后者则以弱水动力(流速<0.3 m s-1)为主,这种天然对比为揭示环境-生物互作机制提供了理想研究场域。为解析这一科学问题,中国研究人员团队在《Journal of Hydrology》发表论文,通过

    来源:Journal of Hydrology

    时间:2025-06-16

  • 解密滨海平原地下水异常动态:基于多源卫星与水文数据的中国平湖市案例研究

    在全球气候变化与人类活动双重压力下,地下水系统正经历前所未有的复杂变化。作为最大的活跃淡水资源,地下水维系着生态系统与社会经济命脉,但全球30%的含水层水位正加速下降。中国通过严格管控使多数地区水位回升,但沿海平原如浙江平湖市却出现反常现象——在无开采活动下,深层承压含水层水位持续下降。这一"悖论"背后,可能隐藏着含水层渗漏、气象因子与人类活动的复杂博弈。为破解这一谜题,中国研究人员联合国际团队,以平湖市典型滨海多层含水层为研究对象,整合GRACE(重力恢复与气候实验)卫星、InSAR(干涉合成孔径雷达)地表形变监测、稳定同位素示踪等技术,结合机器学习建模,首次系统揭示了该区域地下水异常波动的

    来源:Journal of Hydrology

    时间:2025-06-16

  • 母亲气质与教养方式对儿童行为问题的预测作用:基于巴西样本的实证研究

    在儿童发展领域,行为问题(Behavior Problems)如同潜伏的冰山,其内部化(如焦虑)和外部化(如攻击)症状影响着全球15-20%儿童。然而现有研究多聚焦高收入国家,中低收入国家(LMICs)如巴西的数据严重匮乏——这个农业经济主导的国家,35.6%的4岁儿童存在行为问题,却仅有2项针对早产儿的研究涉及母亲气质(Temperament)的影响。更棘手的是,贫困、低教育水平等社会脆弱性因素与严厉管教(Harsh Parenting)形成恶性循环,但正性教养(Positive Parenting)能否成为破局之钥?来自巴西的研究团队通过50对2-6岁母子样本,首次将母亲气质四维度模型(负

    来源:Journal of Experimental Child Psychology

    时间:2025-06-16

  • 综述:Li4Ti5O12尖晶石负极:从制备到改性的高性能策略探索

    结构特性与电化学优势Li4Ti5O12(LTO)具有独特的尖晶石结构(空间群Fd-3m),其三维锂离子扩散通道和“零应变”特性(体积变化10,000次)。相较于石墨负极,LTO的1.55 V(vs. Li/Li+)高工作电压可避免锂枝晶形成,显著提升安全性。然而,其本征电子电导率(10−8–10−13 S cm−1)和理论容量(175 mAh g−1)的局限性制约了高能量密度场景应用。合成方法优化固相法、溶胶-凝胶法和水热法是制备LTO的主流技术。溶胶-凝胶法可生成纳米级颗粒(<100 nm),比表面积提升至80 m2 g−1,使锂离子扩散速率提高3个数量级;微波辅助合成则将反应时间从12小时

    来源:Journal of Energy Storage

    时间:2025-06-16

  • 机械稳定且宽温域自修复的双交联水凝胶电解质在柔性超级电容器中的应用研究

    随着可穿戴电子设备的快速发展,柔性储能器件成为研究热点。传统超级电容器依赖液态电解质,存在机械性能差、易泄漏及温度敏感性等问题。水凝胶电解质因其三维网络结构和离子传导能力被视为理想替代品,但普遍面临机械强度不足、低温冻结/高温失活导致的电化学性能衰减,以及缺乏自修复功能等挑战。天津教育委员会资助团队在《Journal of Energy Storage》发表研究,通过创新设计双交联网络水凝胶电解质,为上述问题提供了系统性解决方案。研究团队采用一锅法合成策略,以聚丙烯酰胺(PAM)和聚乙烯醇(PVA)为骨架,引入壳聚糖季铵盐(HACC)构建化学交联(MBAA引发)、氢键和静电相互作用协同的双网络

    来源:Journal of Energy Storage

    时间:2025-06-16

  • Sn/K与Ti/Li共修饰锗烯的氢吸附性能研究:DFT计算揭示近室温高效储氢新机制

    在全球能源转型背景下,氢能作为清洁能源载体面临存储技术瓶颈。传统压缩/液化储氢存在安全风险大、能耗高等缺陷,而固态吸附材料虽具潜力,却受限于吸附强度与脱附温度的平衡难题。锗烯(Germanene)这类新型二维材料因其高比表面积和可调控的电子结构成为研究热点,但纯锗烯对H2的物理吸附较弱(约-0.1 eV),难以满足美国能源部(DOE)制定的5.5 wt%储氢目标。为突破这一限制,研究人员通过密度泛函理论(DFT)系统研究了过渡金属(M=Sn/V/Ti/Zn/Cu)掺杂与碱(碱土)金属(A=K/Li/Mg)修饰对锗烯储氢性能的协同调控机制。研究采用Quantum Espresso软件包,结合DF

    来源:Journal of Energy Storage

    时间:2025-06-16

  • 综述:聚苯并咪唑基膜在钒氧化还原液流电池应用中的优化研究进展

    Abstract聚苯并咪唑(PBI)基膜凭借卓越的化学稳定性、机械强度和离子选择性,成为钒氧化还原液流电池(VRFB)核心材料。通过磺化、无机纳米颗粒(如SiO2、TiO2)复合及交联技术优化后,其质子传导率提升同时钒离子渗透率降低,使VRFB能量效率突破80%,循环寿命达13,500次。酸掺杂PBI膜更展现出对V4+/V5+的静电排斥效应,为替代昂贵Nafion膜提供可能。Introduction全球能源转型背景下,可再生能源(RE)的间歇性缺陷凸显储能技术重要性。钒氧化还原液流电池(VRFB)因功率/容量解耦设计、长循环寿命成为电网级储能首选,而离子交换膜(IEM)是其关键组件。传统全氟磺

    来源:Journal of Energy Storage

    时间:2025-06-16

  • NH₄VO₃三重修饰富锂锰基正极材料:同步实现表面包覆、氧空位抑制与钒掺杂以提升循环稳定性

    在锂离子电池(LIBs)追求高能量密度的浪潮中,富锂锰基氧化物(Li-rich Mn-based cathode materials, LMNC)因其阴/阳离子协同氧化还原机制带来的超高容量(~250 mAh·g−1)备受瞩目。然而,这种材料在高压(≈4.6 V)下会引发晶格氧(Oα−)迁移和流失,导致氧空位生成、过渡金属(TM)溶出及层状结构向尖晶石相(Fd-3m)的不可逆转变,最终造成容量跳水、电压衰减和界面副反应。尽管前人尝试通过表面重构或包覆改善性能,但复杂工艺和局部改性效果有限的问题始终制约其商业化进程。云南某研究团队在《Journal of Energy Storage》发表的研究

    来源:Journal of Energy Storage

    时间:2025-06-16

  • 液态CO2储罐热力学建模与动态性能分析:相态调控对储能系统性能的影响机制研究

    随着全球气候变化加剧和可再生能源间歇性问题的凸显,电网级储能技术成为研究热点。液态CO2储能(LCES)因其地理灵活性、成本效益和长寿命等优势崭露头角,但其核心组件液态CO2储罐(LCST)的热力学行为与动态性能研究仍存在显著空白。传统研究多将储罐视为理想状态,忽视了CO2在单相(超临界/液态)和两相(气液共存)状态下的差异特性,导致系统模拟失真和运行效率降低。中国科学院工程热物理研究所的研究团队通过建立显式热力学模型,首次系统揭示了LCST在不同相态下的动态响应规律,为优化LCES系统性能提供了关键理论依据。研究采用显式能量微分方程构建单相与两相热力学模型,结合高/低压储罐(HPT/LPT)

    来源:Journal of Energy Storage

    时间:2025-06-16

  • 大容量钠离子电池热失控机制的多维安全性能评估及其在储能系统中的应用启示

    随着全球能源结构转型加速,钠离子电池(SIBs)因其资源丰富、成本低廉等优势,在电网级储能系统(ESS)中展现出巨大潜力。然而,大容量SIBs在热、电、机械滥用条件下的热失控(TR)行为仍是制约其安全应用的"阿喀琉斯之踵"。与锂离子电池(LIBs)相比,钠离子更大的斯托克斯半径导致电极膨胀力差异显著,但现有研究多集中于小容量圆柱电池,对储能场景所需的185 Ah以上大容量方形电池研究近乎空白。更棘手的是,TR过程中多维参数(温度、气体、应力)的耦合作用机制尚未阐明,这如同"黑箱"般阻碍着安全设计优化。针对这些挑战,中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室团队在《Journal of Energy

    来源:Journal of Energy Storage

    时间:2025-06-16

  • 相变材料与膨胀石墨协同增强锂离子电池热管理的实验研究

    随着电动汽车的快速发展,锂离子电池(LiBs)因其高能量密度和快速充电能力成为主流选择,但充放电过程中产生的热量可能导致热失控等安全隐患。传统主动冷却系统能耗高且结构复杂,而相变材料(PCM)凭借其相变潜热特性成为被动热管理的理想选择。然而,PCM存在导热系数低、易泄漏等问题,亟需通过材料改性提升性能。埃及日本科技大学的研究团队在《Journal of Energy Storage》发表研究,系统评估了四种商用PCM(PARA-Block、RT-54 HC、RT-44 HC和RT-35 HC)与不同比例膨胀石墨(EG)复合形成的稳定复合相变材料(CPCM)对锂离子电池的热管理效果。通过循环测试

    来源:Journal of Energy Storage

    时间:2025-06-16

  • 电子供体策略实现Mn-Fe基层状氧化物正极材料的高压稳定钠离子存储

    在能源存储领域,钠离子电池(SIBs)因其原料丰富和成本优势被视为锂离子电池(LIBs)的理想补充。然而,作为核心组件的正极材料面临严峻挑战:P2型层状过渡金属氧化物虽具有开放的Na+扩散通道,但其工作电压窗口通常局限在2.0-4.0 V,导致实际容量远低于理论值。更棘手的是,当试图通过提高电压上限(如>4 V)激活阴离子氧化还原反应以提升容量时,晶格氧会不可逆地转化为(O2)n−并逸出,引发过渡金属迁移、相变(如层状→尖晶石结构)以及电解液分解等一系列连锁反应,最终导致电池性能急剧衰退。针对这一关键科学问题,北京理工大学的研究团队在《Journal of Energy Chemistry》发

    来源:Journal of Energy Chemistry

    时间:2025-06-16

  • 基于3D金属晶格夹层的棱柱电池模块多物理场均匀性优化研究

    随着电动汽车和储能系统的快速发展,锂离子电池(LIBs)因其高能量密度成为核心动力来源。然而,电池模块在实际运行中面临严峻挑战:多个单体电池串联并联组成的模块,由于内部复杂的多物理场耦合作用,会产生显著的温度和机械应力分布不均。这种不均匀性不仅加速电池容量衰减,还可能引发热失控等安全问题。研究表明,模块内单电池间的温度差异每增加5°C,循环寿命可能缩短一倍;而机械应力不均则会导致局部结构变形,进一步恶化电化学性能。如何通过结构设计优化实现多物理场均匀分布,成为突破电池技术瓶颈的关键。针对这一难题,中国科学院过程工程研究所的研究团队在《Journal of Energy Storage》发表了一

    来源:Journal of Energy Storage

    时间:2025-06-16

  • 花瓣-石墨炔:一种用于高性能锂/钠离子存储的新型二维碳同素异形体

    研究背景与意义在能源存储领域,锂/钠离子电池的性能瓶颈始终困扰着研究者。传统石墨负极的理论容量仅为372 mAh/g,且离子扩散速率受限。尽管近年来涌现出石墨炔、联苯烯等二维碳材料,但其导电性或离子吸附能力仍不理想。如何设计兼具高容量、快速离子传输和本征导电性的新材料,成为突破电池技术的关键。研究机构与成果来自巴西的研究团队通过密度泛函理论(DFT)模拟,提出了一种名为Petal-Graphyne(PLG)的新型二维碳同素异形体。该材料由4、8、10和16元环构成独特多孔结构,通过CASTEP软件包进行系统性计算,揭示了其卓越的锂/钠存储性能:理论容量高达1004 mAh/g(远超石墨),Li

    来源:Journal of Energy Storage

    时间:2025-06-16

  • 综述:下一代先进电池系统的电解质:材料、性能与应用

    电解质在电池中的角色与功能作为离子传输介质,电解质直接决定电池的循环寿命、功率输出和安全性。理想的电解质需兼具高离子电导率(如Li+传导率达10−34.5 V vs. Li+/Li)及与电极材料的化学兼容性。液态电解质虽具有优异离子迁移率,但易挥发易燃;固态电解质(如LLZO陶瓷)虽安全性高,却面临界面阻抗大等挑战。电解质分类与特性液态电解质:以LiPF6/有机碳酸酯体系为主,但高压下易分解。固态电解质分为聚合物(如PEO基)和无机陶瓷(如Li7La3Zr2O12),后者室温电导率可达10−4 S/cm。凝胶电解质结合液态高传导与固态安全性,但机械强度不足。新兴体系如离子液体(ILs)热稳定性

    来源:Journal of Energy Storage

    时间:2025-06-16

  • 化学预锂化与合金化协同构建Li-Al-F界面相提升硅基负极储锂动力学

    随着无人机超长航时和电动汽车续航里程需求的激增,锂离子电池(LIBs)的能量密度瓶颈日益凸显。商业化石墨负极372 mA h g-1的理论容量极限,使得理论容量高达3579 mA h g-1(Si)和2680 mA h g-1(SiO)的硅基材料成为最具商业化潜力的替代品。然而,硅基负极产业化始终受困于两大先天缺陷:300%的体积膨胀导致电极结构崩解,以及低初始库伦效率(ICE)引发的锂离子不可逆消耗。尽管碳复合策略可将膨胀率降至约160%,却又因碳材料高比表面积加剧ICE下降,迫使正极过量负载,最终抵消硅材料的容量优势。这种两难境地导致最先进的硅碳复合材料中硅含量仍不足15%,形成制约能量密

    来源:Journal of Energy Chemistry

    时间:2025-06-16


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