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油墨处理及其对颗粒尺寸分布、离子聚合物要求以及聚合物电解质膜燃料电池和电解槽催化剂涂层膜中电极性能的影响
在燃料电池和电解槽的生产过程中,催化剂涂层膜(CCM)的制备是一项关键且具有挑战性的任务。CCM不仅决定了电化学反应的效率,还影响着反应物和产物的传输性能。由于CCM中涉及复杂的微结构和材料特性,因此其加工过程对最终电极的裂纹形成有着决定性的影响。本研究探讨了球磨机中研磨时间对催化剂墨水和电极性能的影响,特别是裂纹的形成模式以及膜孔径分布的变化。通过对墨水的处理和电极的制备进行系统分析,研究发现,研磨时间的长短不仅影响墨水的粒径分布,还对电极的裂纹比例和微结构特性产生重要影响。催化剂墨水通常由催化剂颗粒、离子交换聚合物(如Nafion)、溶剂和添加剂组成。在制备过程中,墨水的粒径分布和离子交换
来源:Energy Technology
时间:2025-10-31
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V形棱柱的流致振动及其在风能转换中的应用
摘要 受棕榈叶结构的启发,本研究开发了一种新型的V形棱镜。通过数值模拟研究了V形棱镜在典型迎风角度(α = 0°、90°和180°)下的流致振动(FIV)机制。分析了风速和风向对振动幅度、频率、力系数、相位以及涡度分布的影响。随着风速和风向的变化,V形棱镜会经历涡致振动(VIV)或颤振现象。颤振模式下的振动幅度高于涡致振动模式。风速和风向对颤振模式下的振动频率影响较小,而涡致振动模式下的振动频率则由涡脱落过程决定。棱镜振动模式的转换伴随着相位滞后和涡结构的变化。在α = 0°时,V形棱镜的振动幅度和能量转换效率显著高于方形棱镜及其他迎风角度下的棱镜
来源:Energy Technology
时间:2025-10-31
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基于三维数值模拟和机器学习的质子交换膜燃料电池蛇形流场拐角处传输特性分析及角度-曲率优化
摘要 在蛇形流道中,拐角结构显著影响质子交换膜燃料电池的流体流动特性、传质效率以及整体性能。本研究采用贝塞尔曲线构建了三种拐角形状:矩形切口(RF)、半圆形切口(SF)和斜面切口(BF),并利用三维双相流动模型(采用体积法)来分析这些形状对燃料电池性能的影响。研究结果表明,较小的半圆半径有助于提高水的去除效率,但会增加压降;而较大的半圆半径则会产生相反的效果。斜面切口通过改善气体与壁面的撞击作用,提高了流速和传质效率,其中SF-III和BF-III设计分别使峰值电流密度提高了5.46%和4.62%,功率密度提高了3.17%和2.69%。非支配排序遗
来源:Energy Technology
时间:2025-10-31
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CaO–Ni混合物的优化以提高CO2吸附性能:Aspen Plus模拟研究
摘要 碳捕获与封存(CCS)技术对于减少全球二氧化碳(CO2)排放至关重要,然而高能耗和材料降解等问题阻碍了其广泛应用。本研究探讨了将镍(Ni)引入氧化钙(CaO)吸附剂中,利用镍的催化性能来优化碳酸化反应动力学,从而提高二氧化碳捕获效率。通过Aspen Plus模拟分析了不同镍浓度(5–25 wt%)对反应速率、活化能和碳酸化效率的影响。结果表明,添加镍后活化能显著降低,从纯CaO的178 kJ/mol降至70–90 kJ/mol。当镍浓度为20 wt%时,碳酸化反应速率呈指数级增加,显著提升了二氧化碳的捕获量和碳酸钙(CaCO
来源:Greenhouse Gases: Science and Technology
时间:2025-10-31
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新型液相等离子体合成与涂层工艺:用于制备石墨烯包覆的全氟磺酸基膜,以应用于高性能直接甲醇燃料电池
摘要 本文介绍了一种通过液相等离子体实现的新合成方法,用于制备作为直接甲醇燃料电池阻挡层的少层石墨烯。少层石墨烯悬浮液由乙醇前驱体制备而成。系统研究了施加频率(在kHz范围内)、脉冲宽度(最长1100 ns)、气体流量、电压(在kV范围内)以及电极间距等因素的影响,并对这些参数进行了优化。拉曼光谱分析显示I(2D/G)比为2.52,I(D/G)比为0.80,证实了少层石墨烯的存在。扫描透射电子显微镜的结果进一步证明了低结晶度少层石墨烯的形成。此外,还观察到了非定量烃类裂解现象,产生了芳香烃和多环化合物等副产物。通过气相色谱-质谱联用技术对副产物进行
来源:Energy Technology
时间:2025-10-31
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利用泰勒-库埃特流共沉淀法,在分散剂辅助下合成高镍含量单晶镍钴锰(NCM)材料
镍-钴-锰(NCM)正极材料在锂离子电池(LIBs)领域受到了广泛关注,主要得益于其高能量密度和可调节的化学组成。这类材料通常以层状结构存在,其中富含镍的组成能够提供更高的比容量,但同时也伴随着热不稳定性和界面退化的问题。为了解决这些问题,研究者们不断探索新的合成方法,以期获得结构更稳定、性能更优异的单晶NCM材料。本文介绍了一种通过泰勒-库埃特(Taylor-Couette, TC)流辅助共沉淀法合成单晶LiNi₀.₇Co₀.₂Mn₀.₁O₂(NCM721)的实验方法,并引入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和硅酸钠(Na₂SiO₃)作为分散剂,以提升材料的结构完整性和电化学性能。### NCM材料的
来源:Energy Technology
时间:2025-10-31
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综述:碳化硼在电化学能源应用中的理论与实验验证
摘要 分散均匀的电催化剂在导电基底上的应用对于提升电化学性能至关重要。碳化硼作为一种出色的基底材料,具备优异的热稳定性和化学稳定性,同时具有独特的B-C键结构。本文综述了碳化硼在电化学应用中的优势,包括水分解、燃料电池和超级电容器领域。理论研究表明,碳化硼主要含有C-C键和B-C键,而缺乏B-B键,这种结构导致电子电荷分布不均,从而促进了金属的沉积。强健的金属-硼键不仅提高了材料的稳定性,还增强了其电催化活性。实验结果表明,以碳化硼为载体的催化剂(尤其是Pt/B4C)性能优于以碳为载体的催化剂。其卓越的催化活性归因于硼、碳和金属之间的协同作用,这一
来源:Energy Technology
时间:2025-10-31
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基于PVDF/GO复合纳米纤维的共振腔耦合摩擦电声能收集器
摘要 物联网(IoT)设备的日益普及加剧了对高效、自供电解决方案的需求,尤其是在低能耗环境中。为克服传统声能收集器在低频范围内的局限性,我们提出了一种结合四分之一波长谐振器(QWR)与聚偏二氟乙烯/氧化石墨烯(PVDF/GO)基摩擦电纳米发电机(TENG)的声能收集装置。制备并表征了不同GO浓度电纺制的PVDF/GO纳米纤维薄膜。结构分析表明,0.08 wt%的GO浓度能够最大化β相含量,显著提升介电性能和声能转换效率。在117 dB和130 Hz的条件下,单独使用的TENG产生的电压为295 V、电流为62 µA;而将其与QWR集成后,输出电压提
来源:Energy Technology
时间:2025-10-31
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研究Dion–Jacobson-2D分层CsSnI3−xBrx基异质结构器件中的分级特性,以实现更优异的光伏性能
摘要 本文设计了一种钙钛矿太阳能电池器件,其中在具有Dion–Jacobson(DJ)相的二维钙钛矿层上覆盖了主要的光敏三维CsSnI3−xBrx材料。该电池的构造为FTO/CeO2/PeDAMA4Pb5I16/CsSnI3−xBrx/CFTS/Au。通过改变“Br”元素的组成(x)从0到3,实现了CsSnI3−xBrx材料在深度方向上的线性和抛物线形梯度分布。研究了主要吸收层厚度、"Br"元素组成(0–3)以及弯曲系数(0–1)对线性及抛物线形梯度光伏参数的影响。同时,还详细探讨了串联电阻、并联电阻、CsSnI3−xBrx吸收层的缺陷密度、背接触
来源:Energy Technology
时间:2025-10-31
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具有双重功能的PCN-777/WSe2@g-C3N4异质结构:用于能量存储和氢气生成
摘要 这种混合超级电容器结合了超级电容器的快速充放电能力和电池的高能量存储容量。在本研究中,通过水热法合成了PCN-777/WSe2@g-C3N4异质结构,并对其能量保持能力和氢气演化反应(HER)性能进行了评估。PCN-777为离子传输和结构稳定性提供了多孔框架,而WSe2提高了电导率和机械强度。g-C3N4增强了界面耦合,从而改善了赝电容存储性能。扫描电子显微镜和X射线衍射结果证实了材料的均匀分布和相纯度。电化学分析表明,在三电极系统中,该材料的比容量(QS)为1700 C g−1(电流密度为2.0 A g−1)。使用PCN-777/WSe2@
来源:Energy Technology
时间:2025-10-31
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从Lagenaria siceraria植物中提取的生物废弃物衍生多孔碳,用于高性能超级电容器电极
摘要 本研究通过严格控制的氢氧化钾(KOH)活化工艺,利用Lagenaria siceraria(葫芦)农业废弃物合成了分级多孔活性炭(AC)。通过这种丰富的农业副产品,该研究提供了一种可持续且经济高效的方法来制备超级电容器电极。活化过程显著提升了材料的性能,使其比未经活化的生物炭的比电容提高了三倍。这种性能提升得益于材料形成了高达976 m2 g−1的表面积以及优化的孔径分布。在1 A g−1−1,这表明KOH活化工艺能够有效调整材料的微孔结构,从而实现高效的离子传输和电荷储存。在1 M H2SO4电解质中,该超级电容器的能量密度为26 Wh k
来源:Energy Technology
时间:2025-10-31
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基于氟化物的卤化物双钙钛矿X2BiAuF6(X = K, Rb):对其结构完整性、光电性能和热电潜力的计算分析
摘要 卤化物双钙钛矿(HDPs)作为一种可调且环保的替代材料,正在逐步取代基于铅的材料,应用于先进的光电和能源领域。本研究利用密度泛函理论(在完全势线性化增强平面波框架内)以及Tran–Blaha修正的Becke–Johnson势,对氟化物基HDPs X2BiAuF6(X = K, Rb)的结构、电子、光学、弹性及热电(TE)性能进行了全面的第一性原理分析。计算得到的Goldschmidt容忍因子τG分别为Rb2BiAuF6的0.95和K2BiAuF6的0.92,证实了其稳定的立方结构。采用mBJ势进行的电子结构计算显示,K2BiAuF6的间接带隙
来源:Energy Technology
时间:2025-10-31
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关于具有能量吸收功能的4D打印负泊松比蜂窝结构形状记忆性能的研究
近年来,随着先进制造技术的发展,4D打印作为一种结合了时间和材料响应特性的新型制造方式,正逐步引起科学界和工业界的广泛关注。4D打印不仅继承了3D打印在结构设计和制造方面的优势,还引入了材料在外部刺激下发生形态变化的能力,从而为开发具有自适应、自修复和可变形特性的智能材料提供了新的思路。本文聚焦于一种将负泊松比结构(auxetic structures)与形状记忆聚合物(shape memory polymers, SMPs)相结合的4D打印技术,探讨其在机械性能和形状记忆特性方面的表现,以及其在实际应用中的潜力。### 4D打印与形状记忆聚合物的结合形状记忆聚合物是一类具有特殊功能的智能材料
来源:Macromolecular Materials and Engineering
时间:2025-10-31
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通过Cu0/Cu+富集的非均相催化剂,在安培级别下实现氨的等离子体电合成
林聪|陈鹏佐浙江科技大学化学与化学工程学院,中国浙江省杭州市310018摘要将含有氮的废弃物盐类(如亚硝酸盐(NO2−)和硝酸盐(NO3−)通过电化学还原为NH3,为氮的回收利用提供了一种可持续的策略。然而,开发具有丰富活性位点的高效电催化剂以提高催化效率仍然是一个重大挑战。在此,我们报道了一种通过电化学重构方法制备的Cu@CuMoO4-x异质结构催化剂,该催化剂负载在镍泡沫上(Cu@CuMoO4-x/NF)。与传统基于铜的催化剂不同,引入CuMoO4-x支撑层建立了牢固的界面耦合,优化了电子再分布,并稳定了催化活性的Cu0/Cu+物种。得益于这种界面协同作用,Cu@CuMoO4-x/NF催化
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-10-31
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一种易于制备且环保的富含氧空位的氧化钴催化剂,能够在杂质气体存在的情况下有效去除一氧化二氮污染
氮氧化物(N₂O)污染对大气环境和人类健康构成了重大威胁。N₂O是一种强效的温室气体,其对大气臭氧层的破坏作用尤为显著,长期影响使得它成为环境问题中的重要一环。N₂O的主要来源包括工业生产过程,如硝酸和己二酸的制造,以及交通运输等。随着这些活动的增加,N₂O的排放量也在迅速上升,导致局部环境污染加剧。为应对这种人为排放,研究者通常采用两种策略:一是减少N₂O的产生,二是实施后处理技术。然而,由于短期内减少N₂O排放并不现实,因此科学家们更加关注直接催化分解技术,以高效、低成本且减少二次污染的方式消除N₂O污染。N₂O分子在热力学上是不稳定的,容易发生氮-氧键(N-O bond)的断裂,从而分解
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-10-31
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缺陷工程驱动的C2+产物性能提升:在酸性CO2电还原过程中,相较于FeCN改性的Cu材料
二氧化碳的电化学还原反应(CO₂RR)是一种将二氧化碳转化为高附加值化学品和燃料的重要方法,特别是在可再生能源驱动的背景下。这一过程在工业中具有巨大的潜力,因为二氧化碳是一种广泛存在的温室气体,将其转化为有用的产物不仅可以减少碳排放,还能为可持续发展提供新的资源。然而,尽管CO₂RR在理论上展现出广阔前景,其实际应用仍面临诸多挑战,尤其是在酸性环境中。酸性环境下的CO₂RR相较于碱性或中性条件具有明显的优势,例如能够有效抑制碳酸盐的形成,减少其在电解液和电极界面的积累,从而提高系统的稳定性和效率。此外,酸性条件还可以降低电池内阻和阳极过电位,为实现更高效的电化学反应创造有利条件。然而,酸性环境
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-10-31
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由微凝胶稳定的皮克林乳液:三种表面覆盖机制
这项研究提出了一种创新性的免疫调节热敏水凝胶,旨在解决细菌感染伤口治疗中的关键问题。研究人员通过将抗氧化和光热抗菌功能相结合,开发出一种能够有效调节炎症免疫微环境、促进伤口愈合的新型敷料。这种水凝胶的引入,为细菌感染伤口的治疗提供了一种新的思路,特别是在处理面部创伤时展现出显著的优势。在人体的生理结构中,皮肤作为免疫系统的第一道防线,不仅是我们最大的器官,还承担着抵御外界病原体、化学物质及辐射等环境因素的重要功能。然而,当皮肤受到创伤或感染时,其正常的防御机制可能会受到破坏,从而导致伤口愈合过程中的各种问题。尤其是面部创伤,如口腔、下颌骨或面部区域的割伤、瘀伤、烧伤、眼眶损伤、牙齿损伤、鼻腔阻
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-10-31
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通过经济高效的SCXG-MiXBM亲和系统实现食品蛋白质的可持续生物制造
刘伟明|孙新鹏|顾金云|陈春树|钟乐|余志敏|杨帆大连理工大学生物工程学院,中国大连甘井子区,116034摘要在食品生物技术中,可扩展的重组蛋白纯化仍受到环境可持续性、食品安全以及传统树脂高成本的限制。本研究建立了一种环保的亲和层析系统,使用食品级黄原胶(XG)水凝胶作为固定相,并结合高亲和力的MiXBM标签,有效消除了对有毒试剂的需求。通过仿生矿化和离子交联技术制备了海藻酸钠-CaCO3-XG(SCXG)微球,这种可持续策略产生了具有增强亲水性的均匀多孔基质。综合表征验证了SCXG对MiXBM标记的GFP融合蛋白的结合能力(13.21 mg/g)。优化后的方案使标记蛋白和未标记蛋白的纯度均超
来源:Journal of Cleaner Production
时间:2025-10-31
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综述:运输碳排放综述:来自人工智能和大数据的洞察
全球变暖和气候变化已成为影响人类社会发展的重大全球性挑战。为应对这一问题,减少碳排放和推动可持续发展已成为国际社会共同关注的重点议题。在众多排放源中,交通运输领域的碳排放尤为突出,其对环境的影响不仅体现在温室气体排放量上,还与区域经济发展、社会活动模式以及能源使用效率密切相关。因此,如何科学地量化、预测和优化交通运输碳排放,成为实现低碳交通系统的关键课题。随着人工智能(AI)和大数据技术的迅猛发展,这些创新手段正在为交通碳排放的管理提供全新的解决方案。交通碳排放的量化与预测,是制定有效减排政策和推动可持续发展的重要基础。传统的碳排放评估方法通常依赖于平均速度排放因子模型,如COPERT、HBE
来源:Journal of Cleaner Production
时间:2025-10-31
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废玻璃粉对超高性能混凝土抗弯性能的影响:力学测试、微观观察及损伤演化
本研究聚焦于废玻璃粉(WGP)在超高性能混凝土(UHPC)中的应用,旨在探索其对材料弯曲性能的影响以及纤维-基体界面的强化机制。随着全球对可持续发展和绿色建筑材料的重视,WGP作为一种工业副产品,因其环境友好性和成本优势,逐渐成为替代传统水泥和硅灰(SF)的重要材料。然而,如何科学地评估WGP在UHPC中的作用,特别是在弯曲载荷下的动态增强过程,仍然是一个值得深入研究的课题。在UHPC领域,材料的优异机械性能和耐久性使其在大型桥梁、海上平台等复杂工程结构中得到了广泛应用。然而,由于UHPC通常具有极低的水灰比(w/b)和高水泥含量,其微观裂缝的扩展缺乏有效的能量耗散机制,导致材料表现出明显的脆
来源:Journal of Cleaner Production
时间:2025-10-31