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    破例介绍一本中文期刊《储能科学与技术》,强烈建议新手阅读学习!
    来源:测试GO 时间:2021-12-09 23:06:06 浏览:2095次


    期刊简介

    《储能科学与技术》(Energy Storage Science and Technology)是化学工业出版社、中国化工学会联合主办的国内唯一的储能专业期刊,由中国石油和化学工业联合会主管,国内统一刊号CN 10-1076/TK,是中文核心、中国科学引文数据库核心期刊(CSCD)、中国科技核心期刊,中国化工学会及储能工程专委会会刊。目前已被美国《乌利希期刊指南(网络版)》(Ulrichsweb)、英国科学文摘数据库(INSPEC)和美国《化学文摘(网络版)》(CA)收录。期刊主编为中国科学院物理研究所黄学杰研究员,荣誉主编为英国伯明翰大学丁玉龙教授。

    《储能科学与技术》既具有学术性和前瞻性,又注重实用性和导向性。希望依靠强大的编委队伍,立足储能行业,报道储能科学基础与应用研究、产业动态和发展趋势,交流推广储能新理论、新技术、新成果,服务科研和生产实践,引导我国储能行业健康发展,进而提高我国储能科技在国际上的显示度。目前,期刊重点报道化学储能(各类电池如锂电池、钒电池、钠硫电池、铅酸等)、抽水储能、压缩空气储能、深冷储能、热储存和冷储能、超导储能、燃料电池、飞轮储能及超级电容等的最新科研及技术成果、示范项目及储能业界标准编制和经济动态等。

    对于刚入门的“科研小白”来说,英文的期刊可能略显深奥,看起来“困难重重”。有鉴于此,笔者特意选择了国内的《储能科学与技术》期刊,并挑选了其中部分代表性成果进行了解读介绍,希望能给初窥学术世界的小白们提供指引与帮助。


    经典栏目:锂电池百篇论文点评

    该文是一篇近两个月的锂电池文献评述,通讯作者为中科院物理研究所黄学杰团队[1]。作者以“lithium”和“battery”为关键词检索了Web of Science近两个月上线的锂电池研究论文,共有2739篇,选择其中100篇加以评论。统计发现,正极材料方面主要研究了高镍三元、富锂正极以及尖晶石镍锰酸锂材料的包覆和掺杂改性;金属锂负极的研究包含金属锂的表面修饰、三维结构设计以及其沉积形态和均匀性;硅基复合负极材料的研究侧重于混合电极的结构设计,尤其是各类黏结剂的开发以缓解循环过程中Si的体积变化,维持电极完整性;固态电解质的研究主要是对现有固态电解质的进一步改性优化以及对新型固态电解质的探索;而其他电解液和添加剂的研究则主要包括不同电解质和溶剂对各类电池材料体系适配,以及对新的功能性添加剂的探索。

    此外,作者发现,固态电池方向更多地集中于界面问题的研究,锂硫电池则更多关注“穿梭”效应的改善。电池测试技术方面,相关论文主要涉及金属锂沉积行为的三维表征以及快充条件下电极材料各性质的测量。理论计算工作则涉及到界面处离子传输的研究,而界面反应部分涉及到SEI形成的分析。当然,集流体的改性以及电极预锂化的研究工作也有部分报道。本期热点点评几乎涵盖了锂离子电池所有最新最热的研究领域,科研小白们值得一看!


    大牛观点

    ·中高温储热材料的研究现状与展望

    提高能源转换和利用效率是全世界特别是我国实施可持续发展战略必须优先考虑的重大课题。在许多能源利用系统中存在着能量供应和需求不匹配的矛盾,造成能量利用不合理和大量浪费。目前,我国工业过程能源利用效率较低,大部分以余热形式排放到环境中。工业余热量也可以认为是一种资源,长期排放不仅浪费资源,也对大气环境造成了不可忽视的热污染。

    另外,全球能源预算中的90%是围绕热的转换、传输和存储。因此,发展储热技术进行热能的综合有效利用至关重要。然而,中高温余热高效回收仍然存在不少挑战性的技术问题,特别是对大量的分散性和不稳定性的余热资源。解决这些问题的核心技术之一就是开发储热材料。

    有鉴于此,中国科学院过程工程研究所的叶锋团队[2]结合中高温储热材料的分类、特点、应用及存在的问题,对中高温储热材料的研究进展进行综述。重点介绍多尺度纳微复合结构储热材料及其制备方法,并对中高温储热材料的下一步研究进行展望。

    作者认为,中高温复合结构储热材料,有利于结合显热与潜热储热材料的优点,为中高温相变材料的微封装防腐蚀技术提供了更新的思路。结构支撑材料有利于实现复合体的定型结构,同时导热强化材料的微纳米掺杂易于实现中高温储热材料的传热过程可调,提高储热材料的储/释热速率。材料的多尺度范围内的复合制备有利于平衡复合结构储热材料的结构特性、导热性能、储热性能三者之间的关系,开发高性能纳微复合结构储热材料对中高温储能领域尤其是太阳能热发电、工业余热回收等领域有着重要意义。

    图1 能源之间的转换关系图



    ·全固态锂电池技术的研究现状与展望

    大规模储能系统已经成为未来智能电网的重要组成部分,开发高效储能技术对于提高现有发电系统的利用效率、电力质量和促进可再生能源广泛应用具有重大社会与经济效益。世界发达国家高度重视储能新技术的研究开发,例如美国的“DOE项目计划”、日本政府的“NEDO计划”以及欧盟的“框架计划”等都将储能技术作为研究重点。

    随着我国新能源发电规模的快速扩大,风力发电、分布式光伏发电、集中式光伏发电、短时调节电力、削峰填谷、纯电动汽车接入将会形成超过2000亿元的工业储能市场,此时,电网与新能源发展的矛盾就越来越突出,对储能的需求更为迫切。储能技术已被视为电网运行过程中“采-发-输-配-用-储”六大环节中的重要组成部分。

    目前储能技术中最具有工业化推广前景的技术之一是化学储能技术。化学储能技术已经发展出铅酸电池、镍系电池、锂系电池以及液流电池、钠硫电池等类型。各自有其优缺点。锂离子电池作为化学储能方式得到应用和发展相对较晚,但因其重量轻、比能量/比功率高、寿命长等特点被视为最具竞争力的电化学储能技术之一,而且在储能各环节中的应用也越来越广泛。

    有鉴于此,中国科学院宁波材料技术与工程研究所的许晓雄团队[3]对全固态锂电池技术与关键材料的研究进展进行综述,包括全固态锂电池的构造、工作原理和性能特征,锂离子固体电解质材料与高电阻电极/电解质界面调控及机理,全固态整锂电池单体与模块技术等相关方面的介绍,并展望了全固态锂电池技术未来的发展趋势。

    图2 锂离子储能电池在储能各环节中的作用


    前人指路

    随着人民日益增长的美好生活需要,我国能源消耗日益增多,对清洁能源的研究也得到迅速发展。然而,清洁能源的不连续性与波动性使其发电难以实现稳定利用,不利于我国早日实现碳达峰、碳中和。而热能储存(TES)与清洁能源的耦合可有效缓解其间歇性和不稳定性。

    TES常见方法有显热储热、相变储热和热化学储热,而热化学储热具有高储能密度和广泛的储/放热温度区间。常见的热化学储热材料中,CaCO3/CaO在高温热化学储热领域极具应用前景,有高储能密度、来源广泛、价格低廉、安全无污染等优点。

    目前,关于CaCO3/CaO 应用于碳捕集、重整制氢领域的研究已经非常深入,但二者反应工况与储热领域存在显著差异,不同工况的反应性能被比较研究。据研究,影响CaCO3/CaO反应的微观因素有颗粒粒径与孔隙分布,宏观因素有反应温度、气氛和时间等。

    有鉴于此,上海交通大学工程热物理研究所赵长颖团队[4]对TiO2掺杂改性进行了系统的实验研究,以探讨不同TiO2掺杂比例对材料循环稳定性的影响,并在热化学储热的工况条件下,对储放热反应过程进行了实验分析。

    结果表明,多种不同TiO2掺杂浓度的复合储热材料均改善了CaCO3的循环反应活性,其中最佳掺杂比例为100:2.5(CaCO3:TiO2)。15次循环后,CaCO3-TiO2-2.5的转换率为CaCO3-TiO2-0的1.65倍,反应稳定性仍保留有57.23%,展现出了最佳的反应活性和循环稳定性。

    此外,在N2气氛非等温分解过程中,TiO2对CaCO3的分解温度与反应速率无明显改善作用,但在CO2气氛中,TiO2将纯CaCO3的起始分解温度从897.16℃降低至870.92℃,这对CaCO3/CaO 反应体系的实际应用具有重大意义。

    图3 不同TiO2掺杂比例下复合储热材料的循环曲线



    参考文献

    [1] 田丰, 季洪祥, 田孟羽, 乔荣涵, 岑官骏, 申晓宇, 武怿达, 詹元杰, 金周, 闫勇, 贲留斌, 俞海龙, 刘燕燕, 黄学杰. 锂电池百篇论文点评(2021.6.1-2021.7.31). 储能科学与技术, 2021, 10(5): 1854-1868.

    [2] 葛志伟, 叶锋, 杨军, 丁玉龙. 中高温储热材料的研究现状与展望. 储能科学与技术, 2012, 1(2): 89-102.

    [3] 许晓雄, 邱志军, 官亦标, 黄祯, 金翼. 全固态锂电池技术的研究现状与展望. 储能科学与技术, 2013, 2(4): 331-341.

    [4] 徐钿昕, 田希坤, 闫君, 叶强, 赵长颖. TiO2改性的CaCO3热化学储热的反应性能研究. 储能科学与技术, 2021, 5(1): 1-8.

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    12条评论
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    全部 3小时前 四川
    文字是人类用符号记录表达信息以传之久远的方式和工具。现代文字大多是记录语言的工具。人类往往先有口头的语言后产生书面文字,很多小语种,有语言但没有文字。文字的不同体现了国家和民族的书面表达的方式和思维不同。文字使人类进入有历史记录的文明社会。
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