电化学能源专辑

<正>电化学能源的本质是通过电化学反应实现电能和化学自由能之间的相互转换,同时伴随着物质转化,具有高效、清洁及可再生等优点,是应对目前能源环境危机和实现国家“双碳”目标的重要手段。我国在可再生电能的开发利用方面发展迅速,水电、风电和光伏发电累计装机容量居世界第一,这为电化学能源技术的普及应用提供了强大的驱动力。然而,推动电化学能源替代传统化石能源仍面临诸多科学难题和工程挑战,需要实现基础理论、材料创新、能源转换与存储机制和器件优化的全方位突破,这将是一项长期而艰巨的任务。     

R-M不稳定性数值模拟方法

１．引 言 受扰动的两轻重流体的交界面,当处于方向由重流体指向轻流体的有效重力场中或受到冲击波作用时扰动将发展,界面将失稳,两种物质将发生湍流混合．重力场作用下的不稳定性,人们常称为Ｒａｙｌｅｉｇｈ－Ｔａｙｌｏｒ（简称Ｒ－Ｔ）不稳定性,激波作用下的界面不稳定性,则常称为 Ｒｉｃｈｔｍｙｅｒ－Ｍｅｓｈｋｏｖ（简称 Ｒ－Ｍ）不稳定性．在惯性约束核聚变（ＩＣＦ）中,由于Ｒ－Ｔ和Ｒ－Ｍ不稳定性的作用,将影响到氘氚气体的内爆压缩、升温、点火和燃烧［７］． 界面不稳定性的研究因其应用背景和学术价值在近二十多年受…     

锂金属负极的挑战与改善策略研究进展

锂金属由于其高比容量和低电极电势等优点被认为是下一代高比能量电池体系中最有潜力的负极材料。然而由于锂金属的高活性,锂负极在循环过程中会产生大量的枝晶,导致SEI(solid-electrolyte interphase)破裂,并且枝晶增加了电极与电解液的接触面积,使得副反应进一步增加。此外,脱落的枝晶形成死锂,从而降低电池的充放电库仑效率。并且不可控的锂枝晶持续生长会刺穿隔膜引发电池短路,伴随着电池热失控等安全问题。本综述基于锂负极存在的主要挑战,结合理解锂枝晶的成核生长模型等机理总结并深度分析近些年来在液态和固态电解质体系中改善锂金属负极的主要策略及其作用机理,为促进高比能量锂金属电池的应用提供借鉴参考作用。     

二次电池研究进展

能源的存储和利用是当今科学和技术发展中的重大课题之一,尤其是作为高效的电能/化学能转化装置的二次电池相关技术一直是科学家研究的热点领域。在此背景下,本文较为系统地介绍目前二次电池的重要研究进展,将从二次电池的发展历史引入,再到其相关的基础理论知识的介绍。随后较为详细地讨论当前不同体系的二次电池及相关应的关键材料的研究进展,涉及到锂离子电池、钠离子电池、钾离子电池、镁离子电池、锌离子电池、钙离子电池、铝离子电池、氟离子电池、氯离子电池、双离子电池、锂-硫(硒)电池、钠-硫(硒)电池、钾-硫(硒)电池、多价金属-硫基电池、锂-氧电池、钠-氧电池、钾-氧电池、多价金属-氧气电池、锂-溴(碘)电池、水系金属离子电池、光辅助电池、柔性电池、有机电池、金属-二氧化碳电池等。此外,也介绍了电池研究中常见的电极反应过程表征技术,包括冷冻电镜、透射电镜、同步辐射、原位谱学表征、磁性表征等。本文将有助于研究人员对二次电池进行全面系统的了解与把握,并为之后二次电池的研究提供很好的指导作用。     

无过渡金属条件下喹啉C5位碳-氢键官能化反应

喹啉是一类重要的杂环化合物,喹啉类化合物的合成方法研究备受关注。通过喹啉的碳-氢键直接官能化反应制备取代喹啉类衍生物是一种简便而有效的方法。然而,喹啉的C5位选择性碳-氢键官能化反应仍然存在挑战,目前大多在过渡金属催化下实现,无过渡金属条件下的反应亟待开发。本文按成键类型(碳-卤键、碳-氮键、碳-氧键、碳-硫键和碳-碳键)分类综述了近年来在无过渡金属条件下喹啉C5位碳-氢键官能化反应的研究进展,并对该领域的研究现状及所存在的问题进行了总结。     

钠离子储能电池关键材料

钠离子电池是一种新型电化学电源,具有原材料资源丰富、成本较低、比容量和效率较高等优点,较为符合规模化储能应用要求,在提升大规模可再生能源并网接入能力、提高电能使用效率和电能质量方面具有应用潜力。在这一背景下,钠离子电池近年来引起全世界范围内的广泛关注,关键材料和相关技术研究进展迅速。本文从钠离子电池的负极材料和正极材料两方面对近年来的主要研究工作进行综述,同时简略介绍了与之匹配的电解质体系的研究进展,讨论了当前面临的主要技术关键点和难点,并尝试对我国科研和产业工作者在该领域的研究工作提出一些建议。