锂离子电池材料的中子衍射研究

历史上每一次人类社会的重大进步都伴随着能源的变革。化石能源的利用给人类社会带来极大便利的同时,也对我们赖以生存的自然环境造成了巨大破坏,发展绿色、清洁、高效的可替代能源是当代科技工作者肩负的重要使命。当前,各国都在加大对核能、太阳能、风能、生物能、水能等清洁能源的开发力度,大量的人力和物力投入到这一能源变革之中。     

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     

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,     

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.     

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.     

金属有机骨架纳米材料在能量储存和转换领域中的应用研究

以碳氢化合物为基础的化石燃料,如石油、天然气和煤炭,是支撑当今社会经济和技术快速发展的主要能源来源。然而,随着人口和经济的迅速增长,巨大的全球能源消耗造成了化石燃料的不可持续发展。同时化石燃料的过度开发使用也带来了严重的环境问题。伴随着能源和环境的双重危机,越来越迫切需要开发清洁和可再生的能源,以减少、回收、最好是取代化石燃料的使用。可再生能源革命的关键技术之一是有效的能源转换和能量储存。能源转化和储存效率依赖于电化学反应,最典型的例子是水裂解制氢、燃料电池的氧化还原反应发电、CO₂的催化还原、电池和超级电容器的离子循环用于能量存储。电极材料在很大程度上决定了一个电化学储能和转换装置的效率。有效的表面积、优化的孔隙大小分布和结晶性是电极材料最重要的影响因素。因此,考虑到实际应用,开发具有较高性能的新型电极材料至关重要。     

铅基反应堆研究进展与应用前景

核能是一种清洁、安全、高效的能源,具有大规模替代化石能源的潜力,在世界能源结构中占有重要地位。由于目前正在大规模应用的热中子反应堆存在资源利用率低、放射性废物积累和潜在核安全问题,特别是福岛事故后,安全性更高、可持续性更好的先进核能系统成为未来主要发展趋势。     

从植物中提取新能源——氢

<正>在传统的化石能源面临枯竭,人们生产生活的需求不断增加,环保现状日益严重的今天,使用新型的清洁能源是世界各国的共识,为此科学家们进行了各种尝试和努力,研发出多种绿色环保能源。前不久,国外科学家新研制出的一套系统,可以利用人造光合作用将光能转化成氢燃料。绿色植物的光合作用是一个化学过程,是植物利用叶绿素在可见光的照射下,将光能和二氧化碳与水转化为有机物成为葡萄糖,同时释放氧气。绿色植物     

NMR在固体化石能源中的应用

综述NMR在固体化石能源的科学与技术领域中的应用,各种固态NMR技术,诸如CP、MAS、DD、DNP、TOSS、CRAMPS、NMRI等,均已用于表征化石能源的化学结构,其中以芳碳率与芳氢率作为结构多数最为重要。最近发展中的新方法,例如魔角慢转以及不同结合质子碳的谱编辑技术,展示了从核磁谱取得更多结构信息的前景,NMR可用于研究固体化石能源自然或人工热演化的机理;油气资源潜力的评价;煤在化学加工中性质的预测等。     

大规模储能钠离子电池新进展:富钛贫氧自生长保护层大幅提高层状锰基正极储钠性能

<正>当今世界能源和环境问题日益突出。化石资源储量有限且带来一系列环境污染、温室效应、雾霾等问题迫使我们寻找新的能源体系。可再生能源如太阳能、风能、潮汐能等具有天然的自我再生能力,但是这些新能源体系具有很强的地域性和间隙性,其有效利用面临着许多技术难题,而大规模储能是解决这些问题的关键~([1])。为了满足大规模储能的需求,理想的二次电池除具备优异的电化学性能外,还必须兼顾资源丰富、价格低廉、清洁环保等社会经济效益指标。锂离子电     

太阳能光催化制氢的科学机遇和挑战

面对人类对能源的需求持续增长,以及化石能源的日益枯竭和其带来的环境污染问题,太阳能成为主要的可再生清洁能源的来源。讨论了利用太阳能催化生氢或消耗二氧化碳,探索在半导体基光催化剂表面的光催化反应和光化学反应。半导体材料被认为是最有前景的光催化剂,其材料合成是发展先进催化剂的核心。减少电荷重新复合,是提高太阳能转化为化学能的关键,关系到太阳能的转换效率。研究结果发现了提高光催化制氢的关键因素,通过Pt-PdS/CdS催化体系使其量子效率提高到93%,提供了发展高效催化剂体系的方法。     

核聚变——未来的新能源

能源是社会发展的基石。古人伐木为薪,后来柴薪逐渐被煤、石油、天然气等化石燃料取代。而今,化石能源面临“危机”,同时又对环境造成严重污染。以煤炭、石油、天然气等化石能源替代柴薪的第一次能源革命,带来了社会、经济的飞速发展。然而这些宝贵的化石能源是不可再生的,据估     

漫谈CO_2减排与氢能源

<正>一、CO2减排的重要性与迫切性世界能源供应主要依赖化石能源,而化石能源的长期大量使用在促进了区域经济发展的同时,也严重破坏了环境,造成了严重的生态问题,如酸雨,     

基于太阳能甲醇分解的冷热电联产系统

本文从太阳能与化石能源综合互补利用的思路出发,将中低温太阳能利用与冷热电联产系统有机结合,研究提出了一种太阳能甲醇分解冷热电联产系统.该联产系统能够提高现有太阳能系统在中低温范围内的能源利用效率,并能部分替代化石能源.(火用)分析表明,系统节能关键在于太阳能供热甲醇分解过程有效减少了燃烧过程能量损失.本文的研究可为太阳能系统的发展及化石能源的替代提供新的思路.     

聚变能和受控核聚变研究简史

 一、聚变能---未来人类的理想能源能源、信息和材料作为社会进步的三大支柱,是现代社会赖以生存和发展的基本条件。我国人口众多,能源需求旺盛,随着国民经济的发展,能源问题日益紧迫。至本世纪中叶,要使我国成为中等发达国家,则需要建立约每年38～45亿吨标准煤、电力装机容量15亿千瓦或者更大些的能源体系。在我国能源构成中,化石燃料所占份额极大,水力资源有限,其他如太阳能、风能、潮汐能、生物能等,只起到重要补充作用。众所周知,化石燃料所造成的环境污染,化工原料的浪费以及运输能力的消耗等都不容忽视.     

加速器驱动放射性洁净核能系统

 一、核能──人类能源的最终解决之道 经历数百万年而形成的煤、石油和天然气等化石能源,为人类的过去和现在提供了生存和发展的基础。２０世纪以来,人们将它们的化学能转化为更为方便的电能。经济的迅猛发展和人口的急速增长,人类正在加快耗尽这种不可再生能源。据估计,人类可以继续依赖化石能源的时间不过百来年。除了资源问题,化石能源开采和利用所带来的生态与环境问题,已经向我们这代人提出了严峻的挑战。ＣＯ２过量排放引起的温室效应以及酸雨的影响,对我们人类生活和生存的影响有多严重,还要以后才会更加充分地显露出来。无论是资源问题,还是环境问题,都要求人类找到一种可满足人类持续发展需求的洁净能源。     

低CO2排放的太阳能/甲醇互补系统热力经济性分析

基于品位匹配和多能源综合梯级利用的原则,本文提出了低CO₂排放的太阳能与化石能源互补发电系统LESOLCC,并对其进行了热力经济性能分析。所提系统以甲醇为燃料,中低温太阳能首先提供甲醇重整反应的反应热,从而转化为富氢合成气的化学能,实现品位提升;其次通过燃烧前对CO₂的捕集,实现燃料的清洁燃烧,最终在高效联合循环中实现其热功转换。结果表明:基本工况下,系统当量效率达到55.1%,比投资为833$/kW,发电成本为0.124$/kWh,回收期17年;与相同化石燃料输入及CO₂捕集水平的尾气捕集CO₂的常规燃气-蒸汽联合循环（CC-Post）相比,发电成本下降了10.1%,充分显示其优越性。     

新型双燃料多功能能源系统开拓研究

本文开拓性地提出了一种新型多种化石能源输入(煤和天然气)、多种产品输出(电力和化工产品)的多功能能源系统。该系统将天然气／水蒸气重整过程和煤的燃烧过程有机整合,用煤燃烧替代了传统重整过程清洁的燃料天然气和弛放气燃烧,实现了煤和天然气的综合互补利用;将甲醇生产系统与发电系统有机整合,实现了化工系统弛放气的梯级利用同时,对甲醇生产系统余热进行了更加有效的利用。研究表明生产相同量的甲醇和电,多功能系统比参比系统少消耗 20％的天然气。本文工作为煤和天然气综合高效利用提供了新途径．     

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.     

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.