Hierarchical nanowires for high-performance electrochemical energy storage

Nanowires are promising candidates for energy storage devices such as lithium-ion batteries, su- per（：apa.citors and lithium-air batteries. However, simple-structured nanowires have some limitations hence the strategies to make improvements need to be explored and investigated. Hierarchical nanowires with enhanced periormanee have been considered as an ideal candidate for energy storage due to the novel structures and/or synergistic properties. This review describes some of the recent progresses in the hierarchical nanowire merits, classification, synthesis and performance in energy storage applieat, ions. Herein we discuss the hierarchical nanowires based on their structural design from three major categories, including exterior design, interior design and aligned nanowire assembly. This review also briefly outlines the prospects of hierarchical nanowires in morphology control, property enhancement and application versatility.     

大连化物所高比能量锂硫二次电池研究取得新进展

<正>近日,中国科学院大连化学物理研究所燃料电池研究部陈剑研究员领导的先进二次电池研究组(DNL0306组)在高比能量锂二次电池方面取得新进展,研制成功额定容量15 Ah的锂硫电池,并形成小批量制备能力。这是迄今世界上已见报道的容量最大的锂硫电池。第三方(中国科学院物理研究所)检测结果表明,电池的比能量大于430 Wh/kg,超过了Sion Power公司报道的由其研制的锂硫电池的技术指标     

光散射与导模共振模型在薄膜太阳能电池结构设计中的应用

利用光散射与导模共振的理论,设计了一种薄膜太阳能电池的陷光结构,对硫属化合物薄膜太阳能电池进行了优化设计,选择多孔氧化铝薄膜(PAA)作为散射层,模型结构层厚度为:窗口层(AZO)320nm,缓冲层(In2S3)65nm,吸收层(SnS)660nm。研究结果表明,光散射与导模共振相结合的薄膜太阳能电池结构能够提高自身的光吸收率,其中由光散射结构提高的全光谱吸收率约为3%。本设计可以优化薄膜太阳能电池的吸收光谱,提高其对近红外波段的光吸收能力,在波长950nm位置的吸收率达到85%,增强了薄膜太阳能电池的光利用率。     

基于大样本土壤光谱数据库的氮含量反演

充分挖掘大样本土壤光谱库中有效信息,建立普适性强的土壤全氮(TN)含量反演模型,是高光谱分析的重要应用方向之一。研究采用偏最小二乘回归(PLSR)全局建模、局部加权回归(LWR)和模糊K均值聚类结合PLSR(FKMC-PLSR)局部建模三种方法,分别建立了来自中国西藏、新疆、黑龙江、海南等13个省采集的17种土类1661个土壤样本TN值的高光谱反演模型,并对浙江省104个水稻土样本进行模型验证。结果表明,在大样本下PLSR全局模型对高TN值待预测样本存在低估现象,导致整体预测精度偏低;LWR和FKMC-PLSR局部模型比PLSR全局模型能够更为准确地反演TN含量。研究结果可为利用大样本光谱数据库建立稳定性和普适性较高的土壤TN含量预测模型提供参考。     

基于退化转换及可分离全变差模型的图像修复

空域重叠的模糊和噪声引起图像退化,修复通常比较复杂。为简化图像修复,提高修复质量,提出利用二阶逼近算子将传统图像修复中既含噪声又含模糊的双退化模型转化为只含"动态噪声"的单退化模型。在传统全变差模型的基础上,提出了一种利用低维差分投影的思想,建立元素可分离的全变差模型,利用一阶梯度下降算法解决"动态噪声"问题。仿真结果表明,该方法适用于多种退化模型,即使在强退化环境下,依然可以有效地去除噪声和模糊,保留图像边缘和细节信息,使退化图像恢复到较理想的状态。     

基于Moreau包络平滑l_1/全变差范数模型的图像脉冲噪声去除方法

脉冲噪声是导致图像退化的主要原因之一,低密度脉冲噪声去除比较容易,但高密度比较困难。为了有效去除高密度的脉冲噪声,提高边缘和细节纹理的保持能力,提出了一种基于莫罗(Moreau)包络平滑l1/全变差范数(l1/TV)模型的脉冲噪声去除方法。此方法具有修复前后图像对比度和形态不变,不易产生局部模糊等优点。由于l1/TV模型中的两个目标函数均为不可微凸函数,无法直接求解,提出了利用解耦形式的Moreau包络对全变差范数进行平滑化处理,平滑后的函数是原函数的可微紧下界,具有迭代形式的解析解,证明了它也是原函数的解。仿真表明该算法具有很强的去噪能力,并能较好地保持边缘和细节信息。此外,还提出了该算法的加速策略,可以大大提高收敛速度。     

S弯进气道出口畸变对风扇性能影响研究

为了研究某半埋入式S弯进气道出口畸变对其后风扇级性能的影响,分别将其原型及优化后模型与风扇级对接进行进气道加风扇级全流道数值研究。结果表明:全周畸变条件下,风扇级效率及增压比相比均匀进气工况明显下降,堵塞流量下降约1.20%,最高效率下降约3.77%;优化后风扇稳定工作范围有较大幅度提升,堵塞流量增加约0.19%,效率最大值增加约0.23%;受动叶旋转影响,进气道出口截面底部显著低能流体区在发展至动叶前缘的过程中逐渐减小,畸变流体与非畸变流体出现相互掺杂趋势,且这一现象在进气道优化前后始终存在。     

模拟回火马尔可夫链蒙特卡罗全波形分析方法

针对传统的全波形分析方法不能快速自动处理全波形数据的缺点,提出了一种模拟回火马尔可夫链蒙特卡罗全波形分析法,用于求解全波形数据中的波峰数和峰值位置等参量.该方法采用Metropolis更新策略求解波峰数量和噪声两个参量,以达到快速求解的目的;而峰值位置和波峰幅值则采用改进的模拟回火策略求解,通过添加的主动干预回火步骤实现对参量更新过程的有效探测,以满足对速度或运算收敛性的要求.模拟回火马尔可夫链蒙特卡罗全波形分析方法以马尔可夫算法为基础,仍保持马氏链的收敛性,从而保证本方法具有良好的鲁棒性,实现对全波形数据的自动化处理.     

前后光栅周期对于双光栅结构薄膜太阳能电池光俘获效应的影响

本文用时域有限差分法对硅层等效厚度为100 nm的具有不同前后光栅周期的介质/金属双光栅结构薄膜太阳能电池进行了模拟分析,比较了三角形最佳相同与不同周期光栅结构的吸收光谱特性,分析了光栅高度、填充比、硅吸收层厚度对最佳相同和不同周期光栅结构光吸收特性的影响,以及相应结构中导致光吸收增强的共振模式.结果表明前后光栅周期为1:1的共形双光栅结构中存在光泄漏现象,偏离1:1后的光栅结构可有效地抑制低级次衍射光的泄漏,前光栅周期小于后光栅周期的结构光吸收性能的提高来自于平面波导模式在吸收层中的有效激发和传播,而前光栅周期大于后光栅周期的结构光吸收性能的提高则来自于后光栅界面上所激发的等离子体极化模式.在较厚的硅吸收层厚度,前后光栅周期比为1:2和1:3的电池结构也会出现光泄漏现象,从而使具有最大光吸收效率的结构偏离这些周期比结构的位置.     

溶剂热制备锂电池负极材料CNT-ZnFe2O4及其电化学性能

为了改善锂离子电池负极材料ZnFe₂O₄导电性差和循环寿命低的缺点,利用溶剂热反应方法制备了ZnFe₂O₄,并通过复合碳纳米管对ZnFe₂O₄进行改性。充放电测试结果表明：经过50次充放电后,碳纳米管复合改性后的ZnFe₂O₄容量保持在860 mA·h·g^-1,具有较好的循环稳定性。碳纳米管具有良好的导电性与导热性,改善了ZnFe₂O₄导电性差的缺点。