新型储能体系的探索

能量的储存在国民经济和日常生活中起着重要的作用，尤其是电能的储存。电能的储存就小的方面而言可以用于日常生活中，如用于各种电子设备的电池，就大的方面而言可以调节电力供应和节约能源。然而，电力和油、气等燃料能源不同，它的贮存十分困难。电的这种特性使得电力供应系统的建设与运行必须与用电需求相匹配，而电力的需求是有时间和季节性的。用电高峰期，电力紧张；而用电低谷时，电力过剩。     

铂铜合金催化甲醇电氧化的机理研究

直接甲醇燃料电池(DMFC)可以将甲醇的化学能转化为电能.甲醇在室温下是一种液体,很容易运输和低风险储存.在常用燃料中,甲醇热值较高且价格便宜,其单位价格热值甚至高于汽油.更重要的是,甲醇可以通过二氧化碳催化加氢制得.因此可以将可再生能源转化为氢气,并高效地存储在甲醇分子中.而燃料电池消耗甲醇后,产物只有二氧化碳和无污...     

质子型可逆固体氧化物电池的材料与反应机理

质子型可逆固体氧化物电池(reversible solid oxide cells based on proton conducting electrolyte,H-RSOC)是一类可用于实现可再生电能的储存、转换和再利用的高效能量转换装置.本文根据H-RSOC的运行特点,概括介绍了H-RSOC电极、电解质材料的选择要...     

最大用电负荷与经济变量的关联研究

用电负荷的估计与预测是经济社会稳定发展的重要因素。以用电负荷数据为导向,发现在高温天气当降温用电设备处于满负荷运行的状态下,用电负荷基本上由经济因素所决定,从而分离经济和气温两个对电力需求影响的因素,提出一种对不可观测最大基准用电负荷的估计方法以准确预测最大用电负荷。运用特征指数方法构建最大基准用电负荷指数,探索其与经济变量之间的关系。以上海为例构建年度和季度的最大基准用电负荷指数,发现其与经济发展高度拟合,反映近年来上海在产业结构调整方面卓有成效。本文以数据为导向,挖掘数据的充分信息,从新的视角估计最大基准用电负荷,以其为桥梁达到准确预测最大用电负荷的目标,为经济形势与转型的预判提供有效分析和数据支持。     

电化学氢压缩和纯化与竞争技术的对比:Ⅰ.优缺点

毫无疑问,氢将在我们未来的能量组合中发挥重要作用,因为它可以储存可再生电(电-氢)并在燃料电池中可逆地转化为电能,更不用说它在(石油)化学工业中的广泛应用了.然而,在这些应用中需要纯氢,而如今的制氢仍主要基于化石燃料,因而不能被视为纯氢.因此,大规模的氢气净化是必须的.此外,氢是最轻的气体,它的体积能量含量远远低于它的竞争燃料,除非它在高压下被压缩(通常70MPa),使压缩不可避免.本文将详细说明目前可用于氢气净化和压缩的方法.这将表明在现有的技术中,也可以实现氢气净化的电化学氢压缩机(EHC)与目前工业规模上使用的经典技术相比具有许多优势.EHC有其热力学和操作上的优点,但也易于使用.然而,只有达到足够的性能, EHCs的部署才是可行的,这意味着他们的基础材料应遵守一些规范.本文将详述这些规范.     

电化学氢压缩和纯化与竞争技术的对比:Ⅰ.优缺点（英文）

毫无疑问,氢将在我们未来的能量组合中发挥重要作用,因为它可以储存可再生电(电-氢)并在燃料电池中可逆地转化为电能,更不用说它在(石油)化学工业中的广泛应用了.然而,在这些应用中需要纯氢,而如今的制氢仍主要基于化石燃料,因而不能被视为纯氢.因此,大规模的氢气净化是必须的.此外,氢是最轻的气体,它的体积能量含量远远低于它的竞争燃料,除非它在高压下被压缩(通常70MPa),使压缩不可避免.本文将详细说明目前可用于氢气净化和压缩的方法.这将表明在现有的技术中,也可以实现氢气净化的电化学氢压缩机(EHC)与目前工业规模上使用的经典技术相比具有许多优势.EHC有其热力学和操作上的优点,但也易于使用.然而,只有达到足够的性能, EHCs的部署才是可行的,这意味着他们的基础材料应遵守一些规范.本文将详述这些规范.     

电解醇制氢

发展了利用甲醇直接电解制氢这种经济的制氢方法, 实验结果表明电解甲醇制氢能够极大地降低电能消耗. 此方法的新颖之处在于方法简单和成本低. 将直接甲醇燃料电池膜电极作为电解装置, 可以达到任何规模的要求. 如果将这种电解装置与太阳能电池联用, 可非常经济地制氢及氢气储存, 或直接向燃料电池或其它化学工程装置供氢.     

基于可再生能源的水电解制氢技术（英文）

在全球变暖,污染日益严重的今天,发展可再生清洁能源成为了当务之急.然而可再生能源(风能、太阳能)本身具有间断特性,这就需要寻找一种合适的能量媒介储存能量来保证其能源的稳定输出.当前,我国各地不断出现弃风、弃光和弃水电事件,据国家能源局的公开数据,仅2016年,全国弃风电量497×10~8 kW·h,弃光率仅西部地区就已达20%,弃风弃光日臻凸显[1].从地域方面来看,我国光伏发电呈现东中西部共同发展格局,其中,西部地区主要发展集中式光伏发电,新疆、甘肃、青海、宁夏的累计装机容量均超过5×10~6 k W·h,而中东部地区除集中式光伏发电外,还重点建设分布式光伏发电,江苏、浙江、山东、安徽的分布式光伏装机规模已超过100万千瓦.我国光伏发电集中开发的西北地区也存在严重的弃光问题.根据中国光伏行业协会发布的报告,我国的弃光现象主要集中于西北的新疆、甘肃、青海、宁夏和陕西五省区.据统计,2016年,五省区光伏发电量287.17×10~8 k W·h,弃光电量70.42×10~8 k W·h,弃光率为19.81%,各省区光伏发电并网运行数据如表格所示.可以看出,新疆、甘肃光伏发电运行较为困难,弃光电量绝对值高,弃光率分别达到32.23%和30.45%[2].在新能源体系中,氢能是一种理想的二次能源,与其它能源相比,氢热值高,其能量密度(140 MJ/kg)是固体燃料(50MJ/kg)的两倍多.且燃烧产物为水,是最环保的能源,既能以气、液相的形式存储在高压罐中,也能以固相的形式储存在储氢材料中,如金属氢化物、配位氢化物、多孔材料等.对可再生和可持续能源系统,氢气是一种极好的能量存储介质.氢气作为能源载体的优势在于:(1)氢和电能之间通过电解水技术可实现高效相互转换;(2)压缩的氢气有很高的能量密度;(3)氢气具有成比例放大到电网规模应用的潜力.制氢的方式有很多,包括:化石燃料重整、分解、光解或水解等.全球每年总共需要约40亿吨氢气,95%以上的氢气是通过化石燃料重整来获得,生产过程必然排出CO_2,而电解水技术利用可再生能源获得的电能进行规模产氢,可实现CO_2的零排放,可将具有强烈波动特性的风能、太阳能转换为氢能,更利于储存与运输.所存储的氢气可用于燃料电池发电,或单独用作燃料气体,也可作为化工原料.通过水电解方式获得的氢气纯度较高,可达99.9%以上.     

《燃料电池电化学催化与催化剂》专辑序言——新能源产业的关键技术:燃料电池

正随着世界石油储量的快速消耗以及由此带来的环境污染问题,世界各国都在积极寻找清洁无污染的可再生替代能源.以氢气的生产、储存、运输及利用为基础的"氢能经济",对于摆脱人类对化石能源的依赖,实现可持续发展具有重要的意义.燃料电池作为将氢能直接转化为电能的洁净发电装置,是替代现有燃油发动机的最佳选择,不仅可以为现代交通工具提供理想的动力源,而且在移动通讯、潜艇、航空飞行器等方面也具有广阔     

光助燃料电池的研究进展

化石燃料的大量开采和利用所导致的能源与环境问题是当今社会可持续发展必须面对的两大挑战. 燃料电池通过电化学反应将燃料中的化学能直接转化为电能, 是目前清洁高效的可再生能源转化装置. 光助燃料电池将光响应成分引入到燃料电池中, 可以实现光能/电能和化学能/电能的双重转化, 从而有效提高能源利用效率, 是未来能源转化装置的发展方向, 在实际应用方面具有重要意义和广阔前景. 本文对光助燃料电池进行了简要综述, 重点介绍了我们小组近些年来在该领域的相关研究进展, 总结了目前存在的一些问题, 并对其发展趋势进行了展望.     

脂肪酶催化水解反应纯化α-生育酚琥珀酸酯

α-生育酚琥珀酸酯（α-tocopherol succinate）是天然维生素E的衍生物，它是由琥珀酸与α-生育酚的β-色酮环的6位羟基成酯而形成的化合物（图1），由于丧失了自由的羟基而不具有维生素E的抗氧化活性，在空气中较为稳定，因其可保护α-生育酚的6位羟基，使α-生育酚在储存和运输中稳定性增加，而广泛用于α-生育酚的运输和储存。     

金属间化合物PtBi对甲酸的电催化氧化

从 1839 年 Grove 首次提出了燃料电池理论, 并 证实了氢/氧燃料电池能直接把化学能转化为电能 以来, 氢/氧燃料电池迅速发展起来。但是由于氢气 在储存、运输以及供应方面存在很多难以克服的困 难, 而有机分子的重整制氢成本太高以及电池构造 复杂等因素[1,2], 使得人们将目光     

单分子磁体及其磁学表征*

单分子磁体是介于分子基磁体和纳米磁性材料的学科交叉点.对其不同寻常磁特性的研究不仅有助于纳米磁性离子物理学和化学的发展,而且有望最终用于高密度信息储存设备.本文就单分子磁体的研究背景和意义、单分子磁体的种类、结构及磁学表征作一概述.     

生物质液流催化燃料电池运行环境优化机制分析

液流催化燃料电池(LCFC)是一种可以在温和条件下转化生物质为电能的新型装置,但其运行优化条件与相应机制尚不清晰.本工作分析了阳极电解液的pH和温度对LCFC性能的影响规律.其中,极化曲线和功率密度曲线采用线性扫描伏安法测定,以评估电池的产电性能;阳极液的Mo5+浓度与总有机碳用于衡量有机底物与杂多酸的氧化还原反应进行...     

4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯的高效液相色谱分析

用甲醇做衍牛试剂,把4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)衍生成4,4'-二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(MDC),通过高效液相色谱分析MDC的含量来计算MDI的含量.该方法可以将MDI与合成反应中其他化合物完全分离.在测定浓度范围内线性关系良好,方法简单快速,精密度与准确度高.方法既保护了MDI中活泼的异氰酸根,也不需使用运输和储存困难的MDI标准品,能很好地用于化学合成中该产物的分析.     

共轭微孔聚合物的制备与应用

共轭微孔聚合物(CMPs)是一类有机多孔聚合物,与常规共轭聚合物或多孔材料相比,其最大的特点是既有π共轭骨架又具有大量微孔.这类材料在解决能源和环境问题方面显示出巨大的潜力,已在气体吸附、非均相催化、发光材料、化学传感器、电能存储和生物杂化物等领域显示出巨大的应用前景.目前已开发出多种用于CMPs结构单元设计与合成的新...     

《电化学储能应用及产业化》专辑序言 ——支撑未来新兴产业发展的电化学储能技术

能源问题和环境问题是人类今后长期面临的重要课题,如何解决能源短缺和环境污染问题是人类社会的重大需求. 风能、光能、生物能等绿色新能源的有效利用和以电动汽车为代表的新能源汽车以及智能电网被视为现代社会今后发展过程中节能减排的重要途径. 全球三大新兴产业（新能源、智能电网、电动汽车）的发展瓶颈都指向了储能技术. 但在众多的储能技术中,根据需要将电能可逆地进行存储和释放的电化学储能技术既能解决可再生能源利用过程中的随机性和间歇性问题,同时也可以实现电能的时空转移（可移动性）,是其中最有潜力、最核心的技术之一. 目前,以智能电网、电动汽车应用为导向的电化学储能技术开发如火如荼.     

电催化产氢:从原理到应用

全球人口增长及对能源需求的不断增大使能源安全问题日益严峻,开发可持续的非化石燃料能源是解决问题的有效途径.氢能具有无二氧化碳排放、能量密度高等特点,因此氢气被认为是理想的能源载体.在能量转换过程中,氢气可经由电能从再生能源中产生,以化学键的形式储存能量,亦可在需要时通过燃料电池或其他设备转换回电能并输送给终端.因此,探...     

在手性复合物中持有质子的小分子

Indiana大学(Bloomington)的B.M.Nugent,RA.Yoder和J.N.Johnson设计并合成了一种能够在手性复合物中持有质子的分子。这种质子化的小分子在制备手性产物的有机反应中,可以起到加速和指向的作用。实验证明,设计一种能够较长时间持有质子,以便用作手性催化剂的配位复合物是可能的。而过去认为把这样一种复合物用于这样的反应是难以实现的。作者曾经把它用于所谓的aza Henry反应,即将硝基烷基加成到碳氮双键上的反应,如果用的是未质子化的小分子,反应就和未加催化剂时一样,进行缓慢,产物为外消旋混合物。而质子化后,这种小分子就可以使得…     

二氧化碳电化学还原的研究进展

利用低品阶的可再生电能,将二氧化碳(CO_2)电化学还原生成高附加值的化学品或燃料,既可以"变废为宝"、减少CO_2排放,又能将可再生能源转变为高能量密度的燃料储存,具有重要的现实意义。电化学还原CO_2的研究,是目前世界范围内的研究热点,许多标志性的重要研究成果不断涌现。本文首先简要介绍了CO_2电化学还原的基本原理,然后概述了近5年来在其电催化剂材料和反应机理相关的实验与理论研究方面的昀新研究进展,昀后对其发展趋势进行了展望。