后锂电池时代新型电池的开发与展望

石油、天然气等化石能源的枯竭及人类生存环境的进一步恶化,迫使人们寻求和开发清洁可再生能源和高效绿色的储能装置.传统的锂离子电池等已难以满足将来电动汽车等大规模使用的电器对于大容量蓄电装置的要求.文章综述了日本产业技术综合研究所周豪慎教授课题组近年来的研究成果,介绍了组合型电解液的概念及原理,并重点讨论了锂-铜电池和锂-空气电池等基于组合型电解液的后锂离子电池的设计方法和电化学性能.文章指出,组合电解液技术将是开发高能量电化学储能装置的重要思路和有效方法.     

锂离子电池过往与未来

2019年诺贝尔化学奖授予从事锂离子电池研究的三位杰出科学家,让锂离子电池这项技术成为社会大众视野焦点,也表明了锂离子电池在推动人类社会科学技术进步中所做出的贡献得到了科学界一致认可。文章结合三位获奖者的工作对锂离子电池的发明及其过往历史做一简单梳理和介绍,并在此基础上谈谈锂离子电池技术未来面临的机遇和存在的挑战。     

非晶硅太阳能电池

 能源是人类生存不可缺少的重要资源。随着世界人口爆涨,能量消耗急骤增长,人们为了求得生存和发展,都在竭尽全力开发现有的常规能源（煤、石油、天然气等）,同时也不断寻找新型能源。     

开拓人类能源新时代的核裂变能

 能源是人类社会繁荣和发展的象征。几千年来,人类为了生存和发展不断地向大自然探求和索取能源。１９世纪电力出现后,极大地提高了社会生产率,从根本上改变了人类社会面貌。进入２０世纪５０年代后,石油和天然气的消耗量超过煤炭,二者成为世界的主要能源,大大促进了世界经济的繁荣和发展,然而石化能源是一次性能源,它的储量极其有限,地球上现储的石化能源充其量也只能供人类使用２００多年的时间;另一方面石化能源的使用,特别是２０世纪５０年代以来掠夺性的开采和使用使人类的生存环境遭到严重破坏,并且正在不断地趋向恶化。于是寻求代替石化能源的能源就成为当今世界各国普遍关注的一个问题,它是人类社会可持续发展的一个战略问题。     

硅薄膜太阳能电池的原理及其应用

太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源和清洁能源,在太阳能的有效利用中,太阳能光电利用是近些年来发展最快、最具活力的研究领域,20世纪60年代辉光放电法(glow discharge)薄膜制备技术取得一系列重大进展,使人们认识到可以将同样具有光伏效应的非结晶状态的硅以薄膜形式镀制在廉价的玻璃基板上.     

国际热核实验反应堆计划及其对中国核能发展战略的影响

随着世界人口增长和经济持续发展,能源短缺问题变得越来越严峻,世界各国都在努力寻找煤、石油、天然气等化石能源的替代能源.核聚变能具有清洁、高效、资源丰富等优点,是最有希望解决人类能源问题的途径之一.文章指出了发展核聚变能的重要性,回顾了磁约束聚变研究的历程,简述了国际热核实验反应堆(ITER)计划的进展及中国的相关研究情况,最后对中国核能发展战略作出展望.     

用于风能和海洋能收集的摩擦纳米发电机研究进展

风能和海洋能是自然界中分布最广泛的可再生清洁能源,其高效转换和利用有望解决目前人类社会面临的严峻能源挑战.但是,由于传统发电技术的各种限制,这2类能源的开发目前在全球仍处于初级阶段.摩擦纳米发电机是一种新兴的能源转换技术,具有成本低、选材广、结构灵活、轻质便携等优点.近年来,摩擦纳米发电机在低频且无规则的机械能转换方面...     

超导技术在未来电网中的应用

大力发展可再生能源并实现清洁能源变革,是当今能源领域的大趋势。随着可再生能源越来越多地接入电网,将对直流输电和大规模储能技术提出愈加迫切的需求。在此背景下,超导直流输电技术、超导直流限流器以及基于超导电性的电力储能技术等具有潜在的应用前景。文章较为系统地介绍上述直流超导电力装置的原理、优势以及近些年国内外的进展等。     

绿色技术与非绿色技术

 科学技术活动作为一种社会现象,具有两面性。即:它对人类社会的发展有其有利的一面,给人类带来文明,但处理不当也有其不利的一面,将给人类带来负作用。人类社会的持续发展,必须要具备能支撑其持续发展的科技体系。为此,人类在刷新发展观的同时,也在刷新自己的技术观。根据有利于人类可持续发展规律的要求,人们将技术划分为绿色技术与非绿色技术。所谓绿色技术,是指符合可持续发展要求的技术,例如无铅汽油,利用太阳能、风能、生物质能、地热能等“清洁能源”的技术。对有实用价值,但不利于可持续发展要求的技术,人们则称之为“非绿色技术”。     

新能源探讨

人类社会对能源的开发利用经历了漫长而艰苦的过程，而能源技术的每一次突破都导致了生产力的飞跃和社会的巨大进步．然而以煤炭、石油和天然气为代表的矿物资源日趋枯竭，环境污染日益严重．为了解决能源危机和环境污染，各国都在探索新型能源．     

效率15.05%!首次发现并制备具有反向量子阱分布的高稳定2D钙钛矿太阳能电池

<正>能源一直是人类文明发展的重要动力。煤炭、石油等传统化石能源曾对社会的进步起到功不可没的作用,但储存量却十分的有限。同时,化石燃料的燃烧伴随大量的温室气体和污染物的排放,导致环境恶化。因此,发展新型储量丰富的清洁能源势在必行,太阳能作为一种清洁可再生能源被寄予很大希望。     

第四代核裂变反应堆

正能源和资源的稳定供应是长期可持续发展的必要基础,我国的能源供应以化石能源为主,正面临着越来越严峻的能源需求持续增长和二氧化碳减排的双重压力。随着2016年10月4日气候变化的《巴黎协定》正式生效,中国需按照承诺,在气候治理政策、技术、市场做好相应变革,发展核能、风能、太阳能等清洁能源替代化石能源以减少二氧化碳和污染物排放,通过技     

太阳能技术在照明中的应用

随着经济的发展,社会的进步,人们对能源提出了越来越高的要求,寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。由于太阳能发电具有火电、水电、核电所无法比拟的清洁性、安全性、资源的广泛性和充足性等优点,太阳能被认为是21世纪最重要的能源。目前太阳能应用技术已取得较大突破,并且已较成熟地应用于建筑楼道照明、城市环境亮化照明、太阳能热水供应及采暖等系统。太阳能技术的发展,给太阳能在照明中的应用带来了更加广阔的前景。     

清洁可再生能源——大型聚光光伏电站

<正>人类从钻木取火开始,对能源的需求与日俱增。在近代,随着科学技术的高速发展,对能源已经产生了依赖。人类长期赖以生存的能源,如煤炭、石油和天然气等都属于化石能源。虽然还没有准确的方法可以预测化石能源究竟可以开采、使用多少年,     

新能源变革背景下的超导电力技术发展前景

自从1911年超导体发现以来,人们一直梦想超导体能够在电力技术中得到大规模应用.20世纪60年代以来,随着NbTi超导线材,特别是氧化物高温超导带材达到商业化水平,世界范围内广泛地开展了超导电力技术的研究与应用示范.单从技术上讲,超导电力技术已经接近实用化水平.当今,人类社会正在经历一次新的能源变革,超导电力技术在应对能源变革带来的挑战方面将会发挥重要的作用.文章介绍了近年来超导电力技术的发展趋势,并就其在新能源变革背景下的发展前景进行了探讨.     

锂离子电池中的物理问题

锂离子电池是一种性能优越的新型可充放电池．文章在简述了它的原理和特性之后，着重介绍了所涉及的一些物理问题，诸如嵌入物理、载流子输运、渗流、分形和相变等，以期对锂离子电池有更深入的理解     

高速摄影在等离子体物理和受控热核反应研究中的应用

一、等离子体物理和受控热核反应研究的概况 受控热核反应研究的目的是解决能源问题。能源是直接关系到人类社会生活的一个极为重要的问题。因此,能源问题很自然引起了世界各国的极大关心。 现在已经开采和广泛使用的能源资源:煤、石油、天然气等在地球上的蕴藏量毕竟是有限的。而且,随着社会生产力的不断发展,以及资本主义世界的滥用浪费,对煤、石油、天然气等的消耗量逐年都有大幅度的增加。据估计,地球上已找到的煤、石油、     

锂离子电池多尺度数值模型的应用现状及发展前景

锂离子电池是一种较为复杂的电化学系统, 其涵盖质量传递、电荷传递、热量传递以及多种电化学反应等物理化学过程. 其不仅物理尺度跨越大, 从微观活性颗粒、极片、电芯跨越到电池模组, 还面临着成组配对以及均衡性的问题, 这些问题加剧了电池设计和性能综合评估的难度. 通过计算机数值仿真技术, 建立数学模型, 全面和系统地捕捉电池工作过程各物理场的相互作用机理, 分析其演化规律, 能够为优化电池系统设计提供理论支撑. 本文对锂离子电池的数值模型研究进展和发展趋势进行了综述. 同时对主要理论模型进行了分类整理, 总结了它们的特点、适用范围和局限性, 指出了将来进一步研究的方向和难点所在, 这些对锂离子电池多尺度数值模型的理论研究和工程应用都具有指导性的意义.     

锂离子电池中的物理问题及其研究进展

锂离子电池作为一种性能优越的新型可充放电池已经或将要在移动通信、手提式计算机和电动汽车等诸多领域获得广泛的应用 .然而与锂离子电池相关的物理问题却往往被人们忽视 .例如 ,如何从本质上来提高正极材料的体相电子电导率 ,而不是在正极活性物质中添加炭黑之类的电子导电材料 .文章将着重针对与锂离子电池相关的物理问题 ,介绍近年来的主要进展 ,以期待对锂离子电池有更深入的了解 .     

大功率锂离子电池储能电源系统的研制与应用

采用高功率高安全性的磷酸铁锂电芯作为储能元件,研制了一种在车载平台中应用的大功率储能电源。在储能电源中配置了高性能的电池采样和主动均衡模块,以及充放电管理系统,可以有效地提高系统可靠性和使用寿命。研制过程中,大功率储能电源进行了大量的工程化试验考核,包括运输安全性、环境适应性、维修性和任务可靠性等工程化指标。最后,21台储能电源在超过55 ℃的高温地区考核超过12个月,储能电源系统的可靠性得到验证。