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金钟团队在高倍率镁二次电池正极材料领域取得新进展
金属镁可以用于二次电池的负极材料，具有资源丰富、环境友好、理论体积容量高、镁沉积/溶解过程不易形成枝晶等优点，在大规模储能体系中具有很大的应用潜力。然而，由于二价镁离子的电荷半径比大、极化率高，导致其与常规储镁正极材料中的晶格阴离子之间发生强的静电相互作用，阻碍Mg2+离子在正极活性材料中的嵌入和扩散动力学，导致充放电速度缓慢。因此，镁二次电池非常欠缺高性能的正极材料，严重阻碍了该领域的研究发展与应用。 近日，南京大学化学化工学院、介观化学教育部重点实验室、江苏省先进有机材料重点实验室金钟教授带领的“清洁能源材料与器件机制”研究团队研发了基于一种特殊的置换反应机制、非化学计量比的立方相硒化铜，用于高倍率的镁二次电池正极材料。以该硒化铜为正极、金属镁为负极组装的镁电池能够在100 mA g-1下表现出222 mAh g-1的最大放电比容量，在1000 mA g-1大电流密度下放电比容量仍可达155 mAh g-1，此外，在1000 mA g-1大电流密度下，电池循环500次之后，容量保持率约为84.3%。 该团队通过简单的一步溶剂热法合成了一种高结晶度的非化学计量比的立方相Cu2-xSe纳米片（图1）。以Cu2-xSe为正极组装镁电池在100 mA g-1下循环25次后，放电比容量达到最大222 mAh g-1，在300、500和1000 mA g-1下，放电比容量分别可保持为182、166和155 mAh g-1，表现出优异的倍率性能（图2）。此外，该工作从正极和负极两方面对电池经历较长的活化过程给予了一定的解释（图2f）。具体而言，随着Mg2+的嵌入和脱出，Cu2-xSe电极材料的尺寸会逐渐减小，而适当减小活性材料的尺寸可以有效地缩短Mg2+的扩散路径，便于活性材料与电解液充分接触，从而使容量增加。对于Mg负极来说，电解液中具有腐蚀性的氯离子会腐蚀Mg负极表面的氧化物等钝化层，从而使Mg负极表面暴露出更多具有活性的金属镁表面，从而利于容量的提升和稳定。最后，通过非原位表征技术（包括XRD、XPS、TEM和EDX等）对不同充/放电状态的电极片进行详细表征，实验结果表明非计量比Cu2-xSe正极材料的储镁机制为一种特殊的镁/铜离子置换反应。该研究为基于可逆离子置换反应机制的新型高性能多价离子电池电极材料的设计提供了新的思路。
南京大学
2021-02-01
循环流化床锅炉带二次风喷射的十字受热屏
本发明公开了一种循环流化床锅炉炉膛内带二次风喷射的十字受热屏。循环流化床锅炉带二次风喷射的十字受热屏放置在循环流化床锅炉炉膛内,循环流化床锅炉炉膛包括布风板、水冷壁、顶棚、循环流化床锅炉炉膛。带二次风喷射的十字受热屏包括十字受热屏和柱形风道,十字受热屏下部通过弯管段围合成为柱形风道,十字受热屏和柱形风道为膜式壁。本发明的循环流化床锅炉带二次风喷射的十字受热屏在提供炉内扩展受热面的同时,为炉内物料混合留出空间;下部的二次风喷口能在需要的高度向炉膛中心区域补充燃烧所需空气,实现循环流化床锅炉分级燃烧,降低NOx排放。
浙江大学
2021-04-11
一种一次回风变新风量热管式热回收空调系统
本实用新型公开了一种一次回风变新风量热管式热回收空调系统，包括有新风管道、回风管道，新风管道与回风管道之间通过毛细芯热管换热器进行热交换，回风管道一端为位于室内的回风口，另一端为位于室外的排风口，新风管道一端为位于室内的送风口，另一端为位于室外的新风口，新风口、排风口内分别安装有变频风机，位于毛细芯热管换热器两侧的回风管道之间联通有回风旁通管道，位于回风口内侧的回风管道与位于新风口内侧的新风管道之间联通有汇合旁通管道。本实用新型可以作为一种含新风的空调设备，在满足室内热湿需求的同时，保证室内的新风需
安徽建筑大学
2021-01-12
次边可接地的星形——多三角形接线平衡变压器
本实用新型提供一种次边可接地的星形多三角形接线平衡牵引变压器，使平衡牵引变压器的综合性能提高，同时降低制造成本。 本实用新型涉及一种适用于交流牵引供电系统的次边可接地的星形多三角形接线的三相两相平衡牵引变压器。采用普通三相电力变压器铁芯，原边三相绕组构成星形（Y形）联接，具备可供接地的中性点，适用于大电流接地高压电力系统；次边由3个三角形联接的三相绕组构成，而且在次边可直接提供α、β牵引端口的公共接（轨）端。原边和次边绕组的平均铜材利用率为91%左右；由于原、次边绕组在铁芯上的均匀分布，所以在铁材利用率方面优于其他类型的三相平衡变压器。主要用于27.5kV或2×27.5kV牵引供电系统。它在设计、制造上的复杂程度与三相三绕组变压器相当。本实用新型原边和次边绕组的铜材平均利用率为91%左右；铁材利用率与变压器铁芯型式及绕组在铁芯上布置的均匀度有关，本实用新型相铁芯上的绕组均匀分布，因而有较高的铁材利用率。
西南交通大学
2021-04-13
储能系统与火电机组联合参与二次调频的控制策略与系统
1. 痛点问题
储能系统与发电机组联合参与电网二次调频是目前已商业化应用的储能运营模式。以锂电池为代表的储能系统具有响应速度快、双向功率调节精度高的优点，投资较小规模的储能系统就可以使得火电机组的调频性能得到明显提升，在按性能指标计算补偿费用的调频辅助服务竞争中具有明显优势，可以获得可观的收益。为节约投资成本，通常配置储能系统的功率仅为火电机组额定容量的3~5%，储能按额定功率持续放电的时间不到1小时。
目前储能系统基本采用“外挂”的形式与火电机组联合调频，储能系统需根据火电机组运行情况优化自身的充放电功率。由于储能系统能量受限，剩余电量可能处于过高或过低的状态而影响其可用性和使用寿命。在储能进行能量恢复的时段，无法有效跟踪电网的调频指令。由于电网调度发送给发电机组的调频信号是随机的，因此储能系统需要有智能的自适应控制策略。
2. 解决方案
本项目技术成果针对电网调度AGC指令的特点和火电机组的运行特性，通过设计储能系统与火电机组联合运行方案，综合考虑储能系统的运行状态和约束，实现储能系统与火电机组联合的优化控制。
清华大学
2021-10-26
在氧化铈负载钌纳米催化剂用于二氧化碳加氢反应的结构敏感性
首先制备了 CeO2 纳米线负载的 Ru 基单原子、纳米团簇（约 1.2 nm ）和纳米颗粒（约 4.0 nm ），并用于催化常压 CO2 加氢反应。研究发现三种催化剂都表现出 98-100% 的甲烷选择性，但纳米团簇的反应活性高于单原子并远高于纳米颗粒。通过原位表征结合第一性原理计算，发现该催化剂上的 CO2 加氢反应经历 CO 中间体（即 CO 路径），其活性位点为 Ru-CeO2 界面处的 Ce3+-OH 位点和 Ru 位点，分别负责 CO2 解离和羰基中间体活化。从单原子到纳米团簇和纳米颗粒， SMSI 逐渐减弱，促进了吸附在 Ru 位点上羰基中间体的活化；氢溢流效应逐渐增强，不利于表面 H2O 分子的脱附。 SMSI 和氢溢流效应在纳米团簇上达到平衡，使催化剂在该粒径尺度下表现出最好的常压 CO2 加氢活性。
北京大学
2021-04-11
一种钙基二氧化碳/二氧化硫吸收剂及其制备方法
本发明公开了一种钙基二氧化碳/二氧化硫吸收剂及其制备方 法，该制备方法为将含有钠盐化合物或钾盐化合物配制成质量百分浓 度为 5％～25％的盐溶液；接着，将含氧化钙的粉末投入到该盐溶液 中；然后，在 20℃～90℃干燥，接着，在 700℃～950℃煅烧即得到钙 基二氧化碳/二氧化硫吸收剂。本发明通过对制备方法中关键的工艺步 骤，如水合反应与浸渍反应的时机、盐溶液的浓度与施加量、氧化钙 原料的粒径大小等进行改进，能够制备组织均匀的钙基吸收剂，该吸 收剂还具有高循环转化率以及稳定的孔隙结构，尤其在多次循环中该 吸收剂的吸收容量比天然的吸收剂可以提高 130％以上。
华中科技大学
2021-04-13
一种二氧化碳/二氧化硫钙基吸收剂及其制备方法
本发明公开了一种高性能二氧化碳/二氧化硫钙基吸收剂颗粒的制备方法，将含钙的前驱体和有机物溶于水中，将溶液在 60～90℃条件下持续搅拌成溶胶，经过 110～200℃干燥 1 小时以上得到干凝胶；再将干凝胶在 600～900℃条件下空气中煅烧 0.5 小时以上，得到白色钙基吸收剂粉；最后将粉末与水泥以及微量水混合成泥状后，经过挤压成型得到所需钙基吸收剂颗粒。有机物的燃烧可以使钙基吸收剂的表面具有丰富的孔隙，水泥的添加可
华中科技大学
2021-04-14
二次锂电池用复合型全固态聚合物电解质项目
1 成果简介聚合物电解质由于具有质轻、粘弹性好以及成膜性好等优点，尤其适合作为锂电池的电解质材料。聚氧乙烯（ PEO）由于具有易于离子传导的结构特征而备受关注，然而由于 PEO与碱金属盐形成的聚合物电解质在室温时有较高的结晶相，所形成的电解质也只能在高温下才能使用，因此实际应用受到限制。常用来降低 PEO 结晶度的方法是加入有机液体增塑剂，液体增塑剂的加入虽然提高了聚合物电解质的离子电导率，但同时也破坏了电解质的机械性能以及增加了其与锂负极材料的反应活性，降低了电池寿命。一个重要的趋势是发展全固态聚合物电解质，以取代目前的含液体的聚合物电解质。2 应用说明本发明提供了一种锂电池用共聚物基聚合物电解质材料，其含有共聚物基体和碱金属盐，所述共聚物基体是由氧化乙烯单元和氧化丙烯单元组成。本发明还提供了含所述聚合物电解质材料的复合电解质膜及其制备方法，本发明所述的锂电池用共聚物基聚合物电解质材料，采用共聚物作为基体材料，通过简单的溶液浇铸法制备成聚合物电解质材料，并采用浸泡方法实现活性聚合物电解质材料与高分子隔膜材料的复合。本发明的聚合物电解质材料不含有机液态电解质，不可燃，且与传统的 PEO 基聚合物电解质相比，电导率明显提高，机械性能好， 可以防止热失控。3 效益分析建设年产 1500 吨的二次锂电池用复合型全固态聚合物电介质材料生产线， 项目总投资5000 万元。4 合作方式合作、技术提供方占技术股。
清华大学
2021-04-13
一种五轴机床旋转轴几何误差一次装卡测量方法
本发明提出一种五轴机床旋转轴几何误差一次装卡测量方法。 本发明通过分别测量两条运动链理想位姿与实际位姿间的偏差，然后 基于机构的空间误差模型，反算出双运动链上待标定运动副的几何误 差值，能够实现单摆头—单转台五轴联动机床两个旋转轴共十二项几 何误差参数的一次装卡连续测量，在保证测量精度的前提下，避免了测量仪器及试件的多次装卡，提高了测量效率，填补了本领域的空白。 该方法可应用于单摆头—单转台结构五轴联动机床两个旋转轴几何误 差的测量。
华中科技大学
2021-04-14