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高性能Mo2Ti2C3Tx/MoS2复合电催化剂:推动可持续氢能生产的关键突破
论文解读背景与挑战随着化石燃料消耗加剧环境危机,氢能作为清洁能源载体备受关注。然而,电解水制氢(EWS)的规模化应用面临核心瓶颈:依赖铂(Pt)等贵金属催化剂,其高昂成本和稀缺性严重制约发展。尽管过渡金属化合物(如MoS2)和新型二维材料MXene展现出潜力,但其催化效率与稳定性仍无法媲美贵金属。如何通过材料设计突破性能极限,成为可持续氢能生产的关键科学问题。研究设计与方法马来西亚拉扎克陶瓷材料有限公司(Laizhou Kai Ceramic Materials Co., Ltd.)的研究团队创新性地将双过渡金属MXene(Mo2Ti2C3Tx)与MoS2复合,通过两步法合成:微波辅助水热法制
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-07-30
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穿孔板孔径对氢富集丙烷火焰熄灭效能的影响:基于Lewis和Zeldovich数的热扩散特性研究
在全球能源转型背景下,氢能作为零碳燃料备受关注,但其高反应活性(燃烧速度达常规燃料6倍)和宽 flammability范围(4-75%)带来了严重的安全挑战。工业场景中,氢与丙烷等碳氢燃料的混合使用可能引发爆燃(150 m/s)甚至爆轰(1500 m/s),这对输气管道、化工厂等设施的 flame arrester(火焰抑制器)设计提出了更高要求。传统研究多聚焦纯氢/空气混合物,而对氢富集燃料的火焰动力学机制,特别是穿孔板几何参数与热力学参数的耦合作用缺乏系统认知。针对这一空白,巴西国家科学技术发展委员会(CNPq)资助的研究团队在《International Journal of Hydro
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-07-30
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揭示SOFC镍基阳极氧化还原循环失效的关键因素:稳定阳极设计的科学启示
在全球能源转型的背景下,固体氧化物燃料电池(SOFC)因其高效、清洁的能源转换特性备受关注。然而,这种高温电化学器件的商业化进程却面临着一个"阿喀琉斯之踵"——镍基阳极在反复启停过程中因氧化还原循环导致的性能衰减问题。就像手机电池用久了会不耐用一样,SOFC中的镍-氧化钇稳定氧化锆(Ni-YSZ)阳极在经历燃料富集和贫乏的循环后,往往会出现"未老先衰"的现象,这严重制约了SOFC的大规模应用。面对这一挑战,徐州市华清京昆能源有限公司的研究人员开展了一项系统性研究,试图揭开Ni-YSZ阳极氧化还原失效的神秘面纱。他们发现,即使是最初表现出优异性能的电池(在800°C氢气环境下峰值功率密度达0.8
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-07-30
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基于代表性体积元理论的燃料电池堆接触压力与界面电阻分布优化研究:三维等效模拟与实验验证
在全球能源转型背景下,质子交换膜燃料电池(PEMFC)因其零排放、高能量密度等优势,成为交通、储能等领域的关键技术。然而,燃料电池堆的性能瓶颈往往源于双极板(BPP)与膜电极组件(MEA)的界面接触特性——这个看似简单的机械接触问题,实则决定着整个系统的能量转换效率。传统二维模型难以捕捉三维压力分布细节,而全尺寸实验和仿真又面临成本高、耗时长等困境,这种"看得见却算不清"的矛盾严重制约着燃料电池性能优化。针对这一挑战,同济大学汽车学院创新推进实验室的研究团队在《International Journal of Hydrogen Energy》发表创新成果。研究人员开创性地将材料科学领域的代表性
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-07-30
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铌钼微合金化对高级套管钢抗硫化物应力开裂性能及氢渗透行为的影响机制研究
在石油能源需求持续增长的背景下,深井、超深井开采面临极端环境的严峻挑战——高浓度H2862 MPa),又需抵抗硫化物应力开裂(SSC)这一"无声杀手"。传统110 ksi级套管钢(YS 758-862 MPa)虽广泛应用,但强度储备已难以满足深井开发的安全冗余需求。更棘手的是,材料界长期存在"强度越高,SSC敏感性越强"的魔咒,这使得125 ksi级套管钢的研发成为世界性难题。宝山钢铁股份有限公司联合国内科研团队在《International Journal of Hydrogen Energy》发表的研究,通过创新的Nb-Mo微合金化策略破解了这一困局。研究人员设计了两组不同Nb-Mo含量的
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-07-30
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二维Janus结构β-PdXO(X=S/Se)光催化分解水的潜力与机制研究
在全球能源转型背景下,氢能因其零排放特性成为最具潜力的清洁能源载体。作为氢能利用的核心装置,质子交换膜燃料电池(PEMFC)在动态工况下的性能波动问题长期制约其商业化应用。尤其当负载电流发生阶跃变化时,电化学反应与气体传质过程的不同步性会导致电压剧烈波动,但传统研究方法难以捕捉毫秒级的内部状态变化。这一科学瓶颈使得PEMFC在车载等动态应用场景中的控制策略缺乏理论支撑。上海交通大学的研究团队在《International Journal of Hydrogen Energy》发表创新成果,采用时间分辨率达毫秒级的分段电流密度测量技术,对350 cm2工业级活性面积的PEMFC开展系统性研究。通
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-07-30
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三核铁氧簇助催化剂协同二氧化钛-黑色氯氧化铋构建稳定光催化体系实现高效水分解制氢
在全球能源转型的浪潮中,氢能因其零碳排放特性成为最具潜力的清洁能源载体。作为氢能利用的核心装置,质子交换膜燃料电池(PEMFC)在车载动力系统等移动场景应用时,经常面临负载突变的严苛工况。这种"电流阶跃加载"过程会导致电池内部质量传递与电化学反应失配,引发电压剧烈波动甚至永久性损伤。然而,受限于传统检测手段的时空分辨率,学术界对这类瞬态过程中局部电流密度重分布规律的认识仍如雾里看花,严重制约了高性能控制策略的开发。针对这一技术瓶颈,来自中国某高校的研究团队在《International Journal of Hydrogen Energy》发表创新成果。研究人员搭建了具备毫秒级采样能力的38分
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-07-30
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氢富集对Karanja生物柴油双燃料发动机排放、燃烧及性能影响的量化研究
在全球能源结构转型的背景下,氢能作为清洁能源载体正引发广泛关注。质子交换膜燃料电池(PEMFC)因其高效率、零排放的特点,被视为交通动力领域的革命性技术。然而在实际应用中,移动设备面临的动态负载变化成为制约其性能稳定性的关键瓶颈——当电流突然阶跃增加时,反应气体流速的延迟响应会导致局部质量传递失衡,这种"电流加载过程"已成为最不利的工况之一。更棘手的是,现有研究多局限于稳态分析,对毫秒级瞬态响应的内部机制缺乏量化认知,这就像试图用慢镜头解析闪电的形成过程,难以捕捉关键细节。针对这一技术难题,上海交通大学的研究团队在《International Journal of Hydrogen Energ
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-07-30
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质子交换膜燃料电池电流阶跃加载过程中局部动态响应的定量研究及其工业应用价值
在全球能源转型背景下,氢能因其零排放特性成为应对气候变化的关键选项。作为氢能利用的核心装置,质子交换膜燃料电池(PEMFC)在移动装备应用中常面临电流阶跃加载的严苛工况,这种瞬时负载变化会导致电池内部质量传递与电化学反应失配,引发电压波动甚至性能衰减。然而,传统研究受限于表征手段,难以定量解析毫秒级动态过程中局部区域的响应机制,更缺乏适用于大活性面积(350 cm2)工业电池的瞬态特性数据。上海交通大学的研究团队在《International Journal of Hydrogen Energy》发表创新成果,通过自主研发的高频采样分段电流密度测量系统(时间分辨率达百毫秒级),结合电化学阻抗谱
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-07-30
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轴向分级燃烧系统中氢/甲烷混合燃料的燃烧不稳定性和氮氧化物排放实验研究
随着全球能源结构向低碳化转型,氢能燃气轮机成为实现碳中和目标的关键技术。然而,氢燃料的高活性在提升燃烧效率的同时,也带来了氮氧化物(NOx)排放剧增和燃烧不稳定性加剧的双重挑战。轴向分级燃烧技术通过空间分离反应区(贫燃预混初级区+横向射流二级区)虽能有效降低NOx,但在氢掺混条件下,多级喷射引发的复杂热声相互作用机制尚不明确。特别是在部分负荷运行时,二级燃料喷射的启停控制与燃烧室压力波形的耦合效应,可能引发灾难性的高频振荡。韩国能源技术评价规划院(Korea Institute of Energy Technology Evaluation and Planning, KETEP)的研究团队在
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-07-30
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低比例乙醇掺混对氨燃料自燃特性的动力学机制研究及模型优化
随着全球碳中和目标的推进,零碳燃料氨(NH3)因其储氢密度高、基础设施完善等优势成为研究热点,但其缓慢的燃烧动力学和点火困难问题严重制约应用。为解决这一难题,研究人员发现将可再生生物燃料乙醇(C2H5OH)与氨混合可显著改善燃烧性能,尤其在低掺混比例(1%-5%)时仍能有效促进燃烧,但现有动力学模型对此类体系的交叉反应机制描述不足。郑州大学(根据致谢中"郑州创新团队项目"推断)的研究团队在《International Journal of Hydrogen Energy》发表研究,通过高精度量子化学方法结合过渡态理论(TST),系统构建了NH2∗与乙醇衍生物自由基(CH3CH2O∗等)的12组
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-07-30
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虚拟现实揭示隧道"黑洞效应"对驾驶员心理压力与驾驶行为的双重影响机制
在蜿蜒的山路或城市高架中,隧道就像时空隧道般神秘——但这份神秘背后却暗藏杀机。统计显示,中国隧道事故死亡率是普通路段的1.6倍,其中39%事故集中在入口200米范围。当驾驶员从阳光明媚的开放道路突然驶入幽暗的隧道,瞬间的"黑洞效应"会引发怎样的生理心理变化?这个问题困扰着交通安全领域的研究者们。浙江大学心理科学研究中心的研究团队独辟蹊径,采用虚拟现实技术构建标准化实验场景,首次在控制光照变量的条件下,揭示了纯粹空间过渡对驾驶员感知判断的影响机制。他们发表在《International Journal of Industrial Ergonomics》的研究成果表明,隧道入口的几何收缩会触发人类
来源:International Journal of Industrial Ergonomics
时间:2025-07-30
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钾掺杂多孔石墨相氮化碳纳米片协同提升光催化产氢性能:实验与理论计算的双重机制解析
随着化石燃料燃烧导致的环境污染加剧和能源短缺问题日益严峻,开发可持续能源解决方案成为全球性挑战。光催化分解水制氢技术因其能直接将太阳能转化为清洁的氢能,被视为同时解决能源危机和环境问题的双赢策略。在众多光催化剂中,石墨相氮化碳(g-C3N4)因其优异的化学稳定性、易得性和可调控的带隙结构备受关注,但原始g-C3N4存在可见光吸收范围有限、光生电荷复合率高和比表面积小等固有缺陷,严重制约其实际应用。浙江万里大学的研究团队在《International Journal of Hydrogen Energy》发表研究,创新性地通过碱辅助热剥离策略制备出钾掺杂多孔g-C3N4纳米片(AKCN)。该工作
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-07-30
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碱性介质中Pt-Bi(x%)/C杂化电催化剂优化:低成本高效制氢新策略
在全球加速迈向零碳未来的背景下,可再生能源的间歇性缺陷使氢能成为关键储能载体。其中,通过电解水制备的"绿氢"因其零碳排放特性备受关注,但高昂的电解槽成本制约其发展——仅膜电极组件(MEA)中电催化剂就占总成本的36.69%。铂(Pt)基催化剂虽性能优异,但其天价阻碍商业化应用。如何降低Pt用量同时保持催化活性,成为氢能技术突破的关键瓶颈。CSIR-国家化学实验室(印度浦那)与CSIR-国家物理实验室(印度新德里)的研究团队创新性地将廉价金属铋(Bi)引入Pt/C体系,通过机械研磨结合超声的绿色合成路径,开发出系列Pt-Bi(x%)/C杂化电催化剂。该研究发表于《International Jo
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-07-30
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基于深度学习的三维建筑屋顶光伏潜力评估:粤港澳大湾区分布式太阳能发展战略研究
在全球碳中和背景下,作为中国经济发展引擎的粤港澳大湾区(GBA)正面临严峻挑战:如何在保持年均6%经济增长的同时实现2030年碳达峰目标?传统集中式光伏电站受限于土地资源,而分布式屋顶光伏(RPV)虽被寄予厚望,却长期缺乏精准的潜力评估方法——现有研究或依赖人工勘测成本高昂,或采用二维遥感影像误差率达15%以上。中国科学院深圳先进技术研究院的研究团队在《International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation》发表突破性成果。该研究首创性地融合多源地理空间数据与深度学习技术,构建了"空-地-算"一体化评估框架:首
来源:International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation
时间:2025-07-30
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短生长周期金针菇根生物质炭高效同步去除纺织废水中Cr(VI)与甲基橙的机制研究
纺织工业的蓬勃发展带来了严重的环境污染问题,其中含铬废水和有机染料的混合排放尤为突出。Cr(VI)作为纺织印染过程中的重要助剂,其毒性远超Cr(III),长期接触0.1 mg/L以上浓度即可导致人体肝肾损伤。传统处理方法如生物降解、离子交换等存在效率低、成本高、无法同步去除多类污染物等缺陷。更棘手的是,现有生物质炭原料如木材、果壳等生长周期长达数月甚至数年,严重制约了规模化应用。安徽工程大学的研究团队独辟蹊径,选取生长周期仅3-4周的金针菇根为原料,通过H3PO4活化碳化制备出具有分级孔结构的活性炭(GNMACs)。研究发现,这种新型材料不仅对Cr(VI)表现出100.95 mg/g的优异吸附
来源:Inorganic Chemistry Communications
时间:2025-07-30
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植物辅助合成银-氧化锌纳米复合材料:Biginelli反应催化剂及其抗糖尿病应用
在纳米技术飞速发展的今天,金属纳米材料因其独特的表面效应和催化性能成为研究热点,但传统化学合成方法的高能耗、高污染问题始终制约着其可持续发展。与此同时,糖尿病等代谢性疾病全球高发,开发新型α-淀粉酶抑制剂成为药物研发的重要方向。如何通过绿色化学手段制备兼具催化与生物活性的多功能纳米材料,成为横跨材料科学与生物医学的交叉难题。印度拉贾斯坦大学化学系的Jaya Mathur团队在《Inorganic Chemistry Communications》发表研究,创新性地利用甜柠檬(Citrus limetta)果汁中的黄酮类、抗坏血酸等天然成分,成功制备出球形Ag-ZnO纳米复合材料(10-30 n
来源:Inorganic Chemistry Communications
时间:2025-07-30
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La2Mo2O9-TiO2三元纳米复合材料的合成及其在超级电容器和水分解中的双功能性能研究
全球能源危机与环境问题日益严峻,开发兼具高效能量存储与转换功能的材料成为当务之急。传统过渡金属氧化物(TMOs)如TiO2虽成本低廉,却受限于导电性差和催化活性不足;而新型稀土钼酸盐La2Mo2O9虽具离子传导优势,但结构脆性制约其应用。如何通过材料设计协同提升两者的电化学性能,成为突破能源技术瓶颈的关键。沙特伊玛目穆罕默德·本·沙特伊斯兰大学(Imam Mohammad Ibn Saud Islamic University, IMSIU)的研究团队在《无机化学通讯》发表研究,通过水热法构建La2Mo2O9-TiO2三元纳米复合材料,成功实现超级电容器与水分解双功能性能的协同优化。研究采用扫
来源:Inorganic Chemistry Communications
时间:2025-07-30
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基于CT扫描的桡骨扭转角度定量分析:解剖定位与临床意义研究
在骨科临床实践中,桡骨骨干骨折后的旋转畸形一直是困扰外科医生的难题。这种畸形不仅会导致患者前臂旋转功能受限,更可能引发持续性疼痛和远端桡尺关节(DRUJ)不稳定。传统X线检查虽能评估骨折对位对线,却难以精确量化桡骨的螺旋扭转特征。更棘手的是,在采用Henry入路进行钢板内固定时,外科医生常发现预弯的直钢板难以与桡骨解剖形态完美贴合——这个现象背后,隐藏着我们对桡骨三维扭转规律认知的空白。正是基于这样的临床困境,忠北国立大学医院(Chungbuk National University Hospital)的研究团队开展了一项创新性解剖学研究。通过256排CT扫描仪对50例健康成人桡骨进行高精度三
来源:Intelligent Sports and Health
时间:2025-07-30
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金纳米颗粒偶联肿瘤抗原在癌症免疫治疗中的突破性应用:从机制探索到动物模型验证
癌症免疫治疗领域长期面临临床响应率低(约30%)的困境,主要由于抗原递送效率不足、树突状细胞呈递障碍等问题。传统治疗手段如手术、化疗和放疗存在明显局限性,而纳米材料尤其是金纳米颗粒(GNPs)因其独特的表面等离子共振特性和生物相容性,为突破这些瓶颈提供了新思路。俄罗斯科学院细胞学研究所的研究团队在《Industrial Crops and Products》发表的研究,系统探索了GNPs作为佐剂和抗原载体在抗癌疫苗中的应用潜力。研究人员采用的主要技术包括:通过动态光散射和透射电镜表征15 nm GNPs的理化性质;从MH22a肝瘤细胞和Sp2/0-Ag14骨髓瘤细胞中分离热稳定抗原和抗原精华;
来源:Industrial Crops and Products
时间:2025-07-30