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K^(+)掺杂尖晶石型(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))_(3)O_(4)高熵氧化物负极材料制备与储锂性能研究

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化工学报 2022年第12期73卷 5625-5637页

作者：王朋朋贾洋刚邵霞程婕冒爱琴檀杰方道来安徽工业大学材料科学与工程学院先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室安徽马鞍山243032

通过溶液燃烧法成功合成了一系列非活性K+掺杂的尖晶石型(K_(x)CoCrFeMnNi)_(3/(5+x))O_(4)(x=0,0.5,1,1.5)高熵氧化物锂离子电池负极材料,系统研究了K+掺杂对结构和储锂性能的影响。结果表明:随着K^(+)掺杂量的增加,均可制备出具有单... 详细信息

通过溶液燃烧法成功合成了一系列非活性K+掺杂的尖晶石型(K_(x)CoCrFeMnNi)_(3/(5+x))O_(4)(x=0,0.5,1,1.5)高熵氧化物锂离子电池负极材料,系统研究了K+掺杂对结构和储锂性能的影响。结果表明:随着K^(+)掺杂量的增加,均可制备出具有单一尖晶石结构的纳米晶粉体材料,其中等摩尔K+掺杂的(K_(1/6)Co_(1/6)Cr_(1/6)Fe_(1/6)Mn_(1/6)Ni_(1/6))_(3)O_(4)高熵氧化物负极材料具有最高的比容量、优异的循环稳定性和倍率性能。(K_(1/6)Co_(1/6)Cr_(1/6)Fe_(1/6)Mn_(1/6)Ni_(1/6))_(3)O_(4)电极在200 mA·g^(-1)电流密度下,首次放电比容量为1295 mA·h·g^(-1)(首次库仑效率78%);随着循环的进行,可逆比容量先降低后增加,循环150次可逆比容量增加至1505 mA·h·g^(-1);即使在1000 mA·g^(-1)大电流密度下循环500次后仍具有1402 mA·h·g^(-1)的可逆比容量(均高于理论比容量898 mA·h·g^(-1))。低价非活性K^(+)的掺杂由于电荷补偿效应使晶格常数降低,但高构型熵稳定的晶体结构提高了循环稳定性;丰富的表面氧空位、较小的晶粒尺寸和介孔结构,增加了赝电容贡献率和电子/离子传输能力,从而显著提升了材料的比容量和倍率性能。

关键词：锂离子电池负极材料非活性K^(+)掺杂高熵氧化物尖晶石结构纳米材料电化学动力学

K掺杂尖晶石型(CoCrFeMnNi)O高熵氧化物负极材料制备与储锂性能研究

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化工学报 2022年

作者：王朋朋贾洋刚邵霞程婕冒爱琴檀杰方道来安徽工业大学材料科学与工程学院和先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室

通过溶液燃烧法成功合成了一系列非活性K掺杂的尖晶石型(KCoCrFeMnNi)3/(5+x))O(x=0，0.5，1，1.5)高熵氧化物锂离子电池负极材料，系统研究了K掺杂对结构和储锂性能的影响。结果表明：随着K掺杂量的增加，均可制备出具有单一尖晶石结... 详细信息

通过溶液燃烧法成功合成了一系列非活性K掺杂的尖晶石型(KCoCrFeMnNi)3/(5+x))O(x=0，0.5，1，1.5)高熵氧化物锂离子电池负极材料，系统研究了K掺杂对结构和储锂性能的影响。结果表明：随着K掺杂量的增加，均可制备出具有单一尖晶石结构的纳米晶粉体材料，其中等摩尔K掺杂的(KCoCrFeMnNi)O高熵氧化物负极材料具有最高的比容量、优异的循环稳定性和倍率性能。(KCoCrFeMnNi)O电极在200 mA·g电流密度下，首次放电比容量为1295 mA·h·g(首次库伦效率78%)；随着循环的进行，可逆比容量先降低后增加，循环150次可逆比容量增加至1505 mA·h·g；即使在1000 mA·g大电流密度下循环500次后仍具有1402 mA·h·g的可逆比容量(均高于理论比容量898 mA·h·g)。低价非活性K的掺杂由于电荷补偿效应使晶格常数降低，但高构型熵稳定的晶体结构提高了循环稳定性；丰富的表面氧空位、较小的晶粒尺寸和介孔结构，增加了赝电容贡献率和电子/离子传输能力，从而显著提升了材料的比容量和倍率性能。

关键词：锂离子电池负极材料非活性K 掺杂高熵氧化物尖晶石结构纳米材料电化学动力学

钙钛矿型La(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))O_(3)高熵氧化物的制备及电化学性能

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过程工程学报 2023年第5期23卷 771-780页

作者：邵霞贾洋刚程婕方道来冒爱琴檀杰安徽工业大学材料科学与工程学院安徽马鞍山243032 安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室安徽马鞍山243000

钙钛矿型ABO_(3)氧化物由于良好的导电性和电化学活性,成为能源存储材料领域的研究热点之一。本研究采用固相反应法制备了钙钛矿型La(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))O_(3)高熵氧化物锂离子电池(LIBs)负极材料,并将其与二元... 详细信息

钙钛矿型ABO_(3)氧化物由于良好的导电性和电化学活性,成为能源存储材料领域的研究热点之一。本研究采用固相反应法制备了钙钛矿型La(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))O_(3)高熵氧化物锂离子电池(LIBs)负极材料,并将其与二元钙钛矿型LaCoO_(3)进行了比较。结果表明,随着反应温度由750℃升高到950℃,反应时间由30 min增加到4 h,钙钛矿结构中的杂相逐渐消失,结晶度逐渐增加。所制备的粉体为球形,且各组成元素分布均匀。研究其电化学性能表明,La(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))O_(3)由于具有熵稳定的晶体结构和多主元协同效应,展示了更高的比容量、更优异的倍率性能和循环稳定性。La(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))O_(3)在200 mA/g电流密度下循环100圈的可逆比容量接近理论比容量,高达331 mAh/g,而LaCoO_(3)仅有185 mAh/g;且在1000 mA/g电流密度下La(Co_(0.2)Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2))O_(3)和LaCoO_(3)容量保持率分别为72.5%和61.6%。该研究结果为高性能电极材料以及电极材料的低钴化或无钴化方向提供新的设计理念和借鉴作用。

关键词：高熵氧化物钙钛矿结构固相反应法锂离子电池负极材料电化学性能

高性能无钴化钙钛矿型高熵氧化物负极材料的制备及储锂性能研究

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化学学报 2023年第5期81卷 486-495页

作者：贾洋刚陈诗洁邵霞程婕林娜方道来冒爱琴李灿华安徽工业大学材料科学与工程学院马鞍山243032 安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室马鞍山243032 安徽工业大学冶金工程学院马鞍山243032

高熵氧化物由于独特的高熵效应、多主元协同效应和可定制的结构,作为能量存储材料受到广泛地关注.本研究采用金属硝酸盐为金属源,甘氨酸为燃料,通过溶液燃烧法成功合成了一系列无钴的钙钛矿型高熵氧化物La(Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(... 详细信息

高熵氧化物由于独特的高熵效应、多主元协同效应和可定制的结构,作为能量存储材料受到广泛地关注.本研究采用金属硝酸盐为金属源,甘氨酸为燃料,通过溶液燃烧法成功合成了一系列无钴的钙钛矿型高熵氧化物La(Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2)M_(0.2))O_(3)(M=Cu,Mg,Zn)锂离子电池负极材料,研究了粉体的微观结构和电化学性能.结果表明:所制备的钙钛矿型高熵氧化物La(Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2)M_(0.2))O_(3)均为单相钙钛矿结构,形貌为多孔网状且各组成元素分布均匀,其中引入非活性元素Mg或活性元素Cu的高熵氧化物电化学性能相近;无钴化La(Cr_(0.2)Fe_(0.2)Mn_(0.2)Ni_(0.2)Zn_(0.2))O_(3)电极具有最高的比容量(200m A·g^(-1)电流密度下循环250圈后可逆比容量为1014m Ah·g^(-1))、优异的循环稳定性(1000m A·g^(-1)电流密度下循环1000圈后可逆比容量为450 mAh·g^(-1)且几乎没有容量衰减)以及卓越的倍率性能(100 mA·g^(-1)电流密度下可逆比容量为396 mAh·g^(-1), 3000 mA·g^(-1)电流密度下可逆比容量为198 mAh·g^(-1),容量保持率为47.9%).电化学性能提升主要归因于活性元素Zn的加入可以在还原过程中形成Li-Zn合金使得电极比容量明显增加;同时较高的比表面积、介孔结构以及丰富的表面氧空位使其具有较高的电导率(0.14 S·cm^(-1))、锂离子扩散系数(2.1×10^(-12)cm^(2)·s^(-1))和较大的赝电容贡献率,从而显著提升了材料的比容量和倍率性能.因此,引入能够与锂发生合金化反应的元素(如Zn)可以极大地提高电化学性能,有利于为设计成本低廉、性能优异的无钴化高熵材料提供新的设计理念和思路.

关键词：锂离子电池负极材料高熵氧化物钙钛矿结构合金化赝电容

在质子交换膜体系中实现长效高选择性电催化CO_(2)甲酸转化

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科学通报 2024年第14期69卷 1818-1820页

作者：姚颖方南京大学环境材料与再生能源研究中心南京210093

化石能源的过度消耗向大气中排放了大量CO_(2),引发严重的全球气候变暖等环境问题^([1]).随着国际上对这一全球性问题的日益关注,碳捕集和利用是实现碳中和目标的巨大挑战和机遇.随着全球范围内大规模太阳电池和风能发电设施的普及,利... 详细信息

化石能源的过度消耗向大气中排放了大量CO_(2),引发严重的全球气候变暖等环境问题^([1]).随着国际上对这一全球性问题的日益关注,碳捕集和利用是实现碳中和目标的巨大挑战和机遇.随着全球范围内大规模太阳电池和风能发电设施的普及,利用可再生能源电力将CO_(2)电化学转化为有机化学品受到广泛关注,CO_(2)电解技术为推进“双碳”(碳达峰、碳中和)战略的实施以及人类社会的可持续发展提供了一种可靠的途径。

关键词：有机化学品风能发电碳中和电解技术全球性问题质子交换膜高选择性可再生能源电力

仿生低碳建筑材料:从沙塔蠕虫巢穴到新一代建筑

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Science Bulletin 2024年第4期69卷 431-433页

作者：管庆方俞书宏 New Cornerstone Science Laboratory Department of ChemistryInstitute of Biomimetic Materials&ChemistryAnhui Engineering Laboratory of Biomimetic MaterialsDivision of Nanomaterials&ChemistryHefei National Research Center for Physical Sciences at the MicroscaleUniversity of Science and Technology of ChinaHefei 230026China Department of Chemistry Department of Materials Science and EngineeringInstitute of Innovative MaterialsSouthern University of Science and TechnologyShenzhen 518055China

Traditional production process of cement-based building materials is always accompanied with massive carbon emissions and tremendous energy consumptions because of the calcination process under ultra-high temperature.

关键词： temperature 低碳建筑沙塔

不同时间尺度红树林演化的示踪方法及受控机制

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海洋地质与第四纪地质 2024年第3期44卷 197-210页

作者：张尧孟宪伟夏鹏张道来张俊徐元芹潘良浩邱广龙中国地质调查局青岛海洋地质研究所青岛266237 自然资源部北方滨海盐沼湿地生态地质野外科学观测研究站青岛266237 自然资源部第一海洋研究所青岛266061 广西海洋科学院(广西红树林研究中心) 广西红树林保护与利用重点实验室北海536000

红树林具有多重生态系统服务功能,是减缓和适应气候变化的战略要地,其对未来全球变化的响应可通过重建过去红树林的演化来实现,进而为制定适应不同战略需求的短期/长期红树林保护和修复方案奠定科学基础。本文归纳了红树植物花粉、有机... 详细信息

红树林具有多重生态系统服务功能,是减缓和适应气候变化的战略要地,其对未来全球变化的响应可通过重建过去红树林的演化来实现,进而为制定适应不同战略需求的短期/长期红树林保护和修复方案奠定科学基础。本文归纳了红树植物花粉、有机碳氮及其稳定同位素和三萜类化合物等红树林演化示踪指标的优缺点,并对红树林有机碳来源定量判识方法进行了介绍;重点从长时间尺度(晚白垩世以来和全新世以来)和短时间尺度(近百年来和近几十年来)回顾和总结了红树林起源、进化、灭绝、迁移、兴衰和演替等多样化的演化历史;揭示了自然环境(构造运动、海平面、气候和水文环境等)和人类活动(海水养殖、围垦、伐木、工程建设和人工保护修复等)对红树林演化的控制作用;最后提出了未来在深化红树林演化研究领域的关键科学目标。

关键词：红树林演化红树林源有机碳海平面和气候变化人类活动全新世近百年来

省实验室科技人才生态建构——以之江实验室的发展为例

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科学学研究 2024年

作者：何科方武汉轻工大学管理学院

省实验室是新型举国体制下汇聚各类创新资源、打造国家战略科技力量的重要平台。在推进省实验室建设过程中，营造优良的科技人才生态至关重要。以国内知名的之江实验室为案例，运用文献研究法梳理省实验室建设背景与历程，分析省实验室... 详细信息

省实验室是新型举国体制下汇聚各类创新资源、打造国家战略科技力量的重要平台。在推进省实验室建设过程中，营造优良的科技人才生态至关重要。以国内知名的之江实验室为案例，运用文献研究法梳理省实验室建设背景与历程，分析省实验室科技人才生态的建构过程。结合对案例现场的实地观察和访谈资料，提出科研设施、项目经费、人才团队、组织文化、体制机制等五个生态因子，并分析生态因子对省实验室科技人才聚集的作用机理，为我国省实验室高质量发展提供经验支撑。

关键词：省实验室科技人才生态因子分析

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海上登靠步桥发展与关键技术研究综述

中国舰船研究 2024年

作者：张彦方中国铁建大桥工程局集团有限公司船舶工程分公司

海上登靠步桥的应用可确保海上风电风力涡轮机的正常运行，能够为优化登靠操作、提高风电项目运维效率以及降低成本提供支持。从登靠步桥的发展历程以及技术进展的角度进行概述，分析国内外在该领域的主要装备及其性能，同时围绕运动感... 详细信息

海上登靠步桥的应用可确保海上风电风力涡轮机的正常运行，能够为优化登靠操作、提高风电项目运维效率以及降低成本提供支持。从登靠步桥的发展历程以及技术进展的角度进行概述，分析国内外在该领域的主要装备及其性能，同时围绕运动感知与数据分析、补偿控制与执行、结构设计与可靠性以及新材料应用等方面对海上风电登靠步桥关键技术进行讨论。指出并联平台是主流的海上登靠步桥执行机构，波浪补偿是设备性能的核心以及竞争力来源，先进的波浪补偿技术有赖于传感器技术、人工智能等多学科的发展。为海上风电登靠步桥领域的后续技术探索提供参考。

关键词：海上风电海上登靠步桥 Stewart平台运动预报波浪补偿