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异质结构碳材料的金属空气电池应用研究进展

无机盐工业 2021年第6期53卷 23-30页

作者：郝跃辉成怀刚钱阿妞山西大学资源与环境工程研究所国家环境保护煤炭废弃物资源化高效利用技术重点实验室山西太原030006

金属空气电池在可穿戴电子产品和能源储存领域中具有巨大的应用潜力,然而稳定性差和能量效率低的问题限制其性能的进一步提高。电化学氧还原反应(ORR)和氧析出反应(OER)对于金属空气电池的性能起着至关重要的作用。发展催化活性高、稳... 详细信息

金属空气电池在可穿戴电子产品和能源储存领域中具有巨大的应用潜力,然而稳定性差和能量效率低的问题限制其性能的进一步提高。电化学氧还原反应(ORR)和氧析出反应(OER)对于金属空气电池的性能起着至关重要的作用。发展催化活性高、稳定性好的空气电极催化剂是未来的研究趋势。碳材料因具有导电性优异、结构多样等优势已被广泛用作金属空气电池的导电骨架支撑材料和电催化材料,成为研究的热点。对非金属原子掺杂碳材料、过渡金属及其衍生物掺杂碳材料以及单原子催化剂作为单功能或双功能催化剂的研究进行综述,着重介绍了其在金属空气电池中的应用,对空气电极催化剂存在的问题进行总结,并对未来的发展方向进行展望。

关键词：金属空气电池碳材料异质结构空气电极催化剂

柔性二维Ti3C2Tx-V2O5薄膜电极及其高容量储能特性的研究

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山西大学学报(自然科学版) 2021年第4期44卷 762-770页

作者：钱阿妞吴浩山西大学资源与环境工程研究所

独立的TiCTMXene薄膜被认为是极具前途的柔性储能电极。然而,有限的质量比电容和较小层间距是阻碍该电极材料实现高储能容量的瓶颈。文章通过将纳米结构VO·0.5HO均匀穿插二维TiCT片层,形成VO·0.5HO-TiCT柔性薄膜电极材料(VO·0.5HO:... 详细信息

独立的TiCTMXene薄膜被认为是极具前途的柔性储能电极。然而,有限的质量比电容和较小层间距是阻碍该电极材料实现高储能容量的瓶颈。文章通过将纳米结构VO·0.5HO均匀穿插二维TiCT片层,形成VO·0.5HO-TiCT柔性薄膜电极材料(VO·0.5HO:质量分数为10%～60%),有效增强了电荷存储空间,显著提高了超级电容器的储能比电容量。特别是,引入质量分数30%VO,即质量分数为30%VO·0.5HO-TiCT薄膜电极,5 m V·s扫描速率下表现出最高283 F·g的高质量比电容。文章制备VO-TiCT柔性电极用于高容量超级电容器提供的高质量比电容(283 F·g),比以往纯TiCT柔性电极的比电容有显著提高(173 F·g),因此,对开发高容量全赝电容基非对称超级电容设备具有较好的实用价值。

关键词： Ti3C2TxMXene 赝电容柔性自立薄膜电化学储能

退役动力电池锂回收及电池级碳酸锂制备研究进展

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无机盐工业 2024年第12期56卷 70-78页

作者：赵润泽钱阿妞山西大学资源与环境工程研究所国家环保部重点实验室山西太原030006

随着新能源汽车规模的持续增长,产生数量极大的富含锂等有价金属的退役动力电池,其回收和资源化利用可以降低固体废物对环境的影响和资源浪费,对能源和环境领域发展具有重要意义。退役动力电池成分复杂,锂资源回收包括拆解、破碎、分选... 详细信息

随着新能源汽车规模的持续增长,产生数量极大的富含锂等有价金属的退役动力电池,其回收和资源化利用可以降低固体废物对环境的影响和资源浪费,对能源和环境领域发展具有重要意义。退役动力电池成分复杂,锂资源回收包括拆解、破碎、分选、除杂、元素合成等复杂工艺,回收效率较低。为了退役动力电池的高效回收及实现有价金属锂的高值利用,分别对传统的物理处理、化学处理及新兴的电极材料直接修复技术的研究进展进行了总结。综述了锂元素提取与电池级碳酸锂的制备方法,如重结晶法、苛化法、电化学法和碳化法,并对退役动力电池中锂回收及电池级碳酸锂的制备提出展望。

关键词：退役锂动力电池锂回收磷酸铁锂三元材料碳酸锂

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3D打印MXene气凝胶基微型超级电容器技术与材料研究进展

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化学通报 2023年第10期86卷 1154-1163页

作者：崔苗苗宋安宁钱阿妞山西大学资源与环境工程研究所、国家环保部重点实验室太原030006

微型超级电容器(Micro-supercapacitors,MSCs)作为便携、可穿戴、可植入的微型能量存储单元,因高功率密度、瞬间充放电及长循环寿命的优势,在柔性微型电化学储能技术中取得了快速发展。MXene基气凝胶材料因其三维多孔网状结构、优越导... 详细信息

微型超级电容器(Micro-supercapacitors,MSCs)作为便携、可穿戴、可植入的微型能量存储单元,因高功率密度、瞬间充放电及长循环寿命的优势,在柔性微型电化学储能技术中取得了快速发展。MXene基气凝胶材料因其三维多孔网状结构、优越导电性、亲水性等优势,能够缩短离子传输路径与提高电荷转移效率,在构建柔性MSCs中发挥重要作用。然而,开发低价、高效、高性能的柔性MSCs器件仍面临诸多挑战。3D打印能够构建几何形状复杂的3D结构,制造不同尺寸和形状的微型储能器件。为了优化其电化学性能,分别对3D打印技术分类及其最新进展、可打印MXenes材料的设计原理研究进行了综述,总结了它们在与可穿戴电子设备集成的MSCs器件中的应用。最后,对MXenes材料在解决3D打印MSCs面临的挑战与发展前景做出展望。

关键词：微型超级电容器气凝胶 3D打印 MXenes

海水淡化用碳基电极材料及电容去离子技术研究进展

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化学通报 2022年第8期85卷 898-908页

作者：吴浩庞义炜成怀刚钱阿妞山西大学资源与环境工程研究所国家环保部重点实验室太原030006

电容去离子技术(CDI)可以通过断电或电极反接方式使盐离子脱附,达到电极再生从而实现电极可循环利用的目的,其在海水淡化处理技术中具有独特的优势,逐渐成为一种缓和淡水资源紧缺和水污染问题的极具前景的技术手段。近年来,CDI处理技术... 详细信息

电容去离子技术(CDI)可以通过断电或电极反接方式使盐离子脱附,达到电极再生从而实现电极可循环利用的目的,其在海水淡化处理技术中具有独特的优势,逐渐成为一种缓和淡水资源紧缺和水污染问题的极具前景的技术手段。近年来,CDI处理技术正在向电极高效、无二次污染方向转变,未来将进一步聚焦碳基电极材料功能化(碳材料、钛碳化物MXenes、掺杂改性石墨烯材料)、装置和工艺设计优化等重要方向。为深入研究CDI海水淡化技术机理,进一步探索CDI方法在实际应用中的潜力,分别对CDI的脱盐机理、电极材料以及通过装置和工艺设计提高电吸附效率和性能方面的研究进展进行了综述,探讨了CDI脱盐效果与电极材料、CDI电池装置设计等因素之间的密切关系,并对CDI技术在海水淡化中的发展前景作出展望。

关键词：海水淡化电吸附脱盐机理碳基电极材料 CDI装置模式

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非胺类CO_(2)吸收剂的研究进展

化学通报 2024年第4期87卷 449-455页

作者：刘均隆成怀刚刘倩钱阿妞山西大学资源与环境工程研究所CO_(2)减排与资源化利用教育部工程研究中心太原030032 青海大学化工学院西宁810016 山西大地生态环境技术研究院太原030000

针对CO_(2)所带来的全球气候变化问题,本文综述了可用于捕集CO_(2)的非胺类吸收剂类型,认为氨基酸盐、氨基酸-碳酸钾体系、离子液体、生物型吸收剂、钙基吸收剂分别具有较高的CO_(2)循环吸收负荷、低毒性、热稳定性好、较优的生物相容... 详细信息

针对CO_(2)所带来的全球气候变化问题,本文综述了可用于捕集CO_(2)的非胺类吸收剂类型,认为氨基酸盐、氨基酸-碳酸钾体系、离子液体、生物型吸收剂、钙基吸收剂分别具有较高的CO_(2)循环吸收负荷、低毒性、热稳定性好、较优的生物相容性、钙源易获取的优势,可以弥补胺类吸收剂在吸收-解吸CO_(2)时腐蚀性强、再生能耗高、对环境产生二次污染等方面的不足。氨基酸盐、氨基酸-碳酸钾体系可应用于具有一定规模的CO_(2)捕集工业中;离子液体可应用于精准、绿色环保去除CO_(2)工业中;生物型吸收剂可用于规模小、CO_(2)浓度低的工业中;钙基吸收剂可运用于CO_(2)浓度高的工业中。上述吸收剂皆具有一定的工业前景。

关键词：二氧化碳非胺类吸收剂氨基酸盐碳酸钾离子液体生物型吸收剂

电石渣循环利用碳减排潜力及其生命周期评价研究进展

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洁净煤技术 2024年第4期30卷 157-170页

作者：廖雪妍成怀刚钱阿妞潘子鹤程芳琴山西大学资源与环境工程研究所CO_(2)减排与资源化利用教育部工程研究中心山西太原030032 怀柔实验室山西研究院山西太原030032

将电石渣循环利用于建筑材料、环境治理和化工产品等领域,可实现工业废渣利用和二氧化碳减排。在双碳背景下,对电石渣固碳量及其循环利用途径的碳减排潜力分析尤为重要。详细统计了代表产区电石渣粒径分布和化学组成,依据各电石渣中氧... 详细信息

将电石渣循环利用于建筑材料、环境治理和化工产品等领域,可实现工业废渣利用和二氧化碳减排。在双碳背景下,对电石渣固碳量及其循环利用途径的碳减排潜力分析尤为重要。详细统计了代表产区电石渣粒径分布和化学组成,依据各电石渣中氧化钙含量计算理论固碳量,系统分析电石渣各类循环利用途径的碳减排效果及其在生命周期评价中具体实施步骤,介绍了生命周期评价在电石渣领域的应用案例。计算发现电石渣理论固碳量与氧化钙质量分数呈正相关。新疆和河北地区电石渣中氧化钙质量分数均约90%,山东地区电石渣氧化钙质量分数低,约61%,来自山东和新疆等6个产地电石渣的理论固碳量在0.48~0.72 t/t(以电石渣计)。电石渣循环利用领域,电石渣不论是替代石灰石原料生产水泥、砌砖、氯化钙和碳酸钙等建筑和化工产品,或针对其呈碱性特点用于烟气脱硫和工业废水处理,依各自产业规模差异均能不同程度减少二氧化碳排放,达到碳减排目的。其中,电石渣在建筑材料领域应用成熟,生产规模大,故碳减排总量大,代表企业平均每年减少万吨级二氧化碳排放。用生命周期评价计算电石渣循环利用碳排放量4个案例分析显示,电石渣制取1 t水泥熟料排放CO_(2)669 kg;电石渣在NH_(4)Cl与(NH_(4))_(2)SO4浸取体系中制1 t轻质碳酸钙的CO_(2)排放量相当,分别为308.21和300.7 kg,电石渣制1 t胶结制品碳排放量最低,约151.11 kg。推测由于电石渣生产水泥干燥预处理需消耗大量能源,导致其CO_(2)排放量高;用电石渣制备碳酸钙与胶结制品相比,前者需投加NH_(4)Cl或(NH_(4))_(2)SO_(4)等化学试剂,增加原辅材料带来的间接排放使前者碳排放量更大。电石渣-胶结制品CO_(2)净排放量为-301.47 kg/t(以胶结制品计),电石渣在NH_(4)Cl和(NH_(4))_(2)SO_(4)浸取体系中制1 t轻质碳酸钙的CO_(2)净排放量分别为-157.5和-139.3 kg。可见电石渣循环利用于胶结制品领域的碳减排效果最好。可从电石渣的干燥处理工序和原辅材料添加工序等优化入手,研究电石渣-水泥/碳酸钙领域碳减排,制定有针对性的碳减排方案。

关键词：电石渣二氧化碳生命周期评价碳减排

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聚集经济理论视域下市域产教联合体运行机制与发展策略

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职业技术教育 2025年第1期 49-56页

作者：赵晶晶钱净净中国教育科学研究院河南经贸职业学院中原职业教育研究院

聚集经济理论下，市域产教联合体的功能在于通过聚集经济的三大机制：共享、匹配和学习，促进城市内企业和职业院校在技术革新较快的环境下，充分发挥共享基础设施和行业信息、匹配岗位和学生禀赋、促进产教双向学习等机制，培养适应岗... 详细信息

聚集经济理论下，市域产教联合体的功能在于通过聚集经济的三大机制：共享、匹配和学习，促进城市内企业和职业院校在技术革新较快的环境下，充分发挥共享基础设施和行业信息、匹配岗位和学生禀赋、促进产教双向学习等机制，培养适应岗位需求、符合社会需要、支持城市可持续发展的高素质技术技能人才，提升职业院校学生的人力资本水平，进而提高企业的生产效率和技术水平。市域产教联合体需要各级政府加强政策体系化设计，通过构建合理的利益机制，激发企业和职业院校积极对接、深度融合，实现资源在实体和网络空间的高效利用，充分释放联合体聚集经济的正外部性，促进城市产业转型升级和经济可持续发展。

关键词：市域产教联合体聚集经济理论产教融合运行机制

高校人工智能类课程思政实践：认识误区、价值澄清与提质路径

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北京教育(高教) 2025年第1期 66-68页

作者：钱周伟中共中央党校(国家行政学院)党建教研部

发展人工智能专业与学科是适应新一轮科技革命的战略举措。高校推进人工智能类课程思政是落实立德树人根本任务、维护意识形态安全与提高人才培养质量的必然选择。进一步推动高校人工智能类课程思政走深、走实需要祛除认识误区，创新育... 详细信息

发展人工智能专业与学科是适应新一轮科技革命的战略举措。高校推进人工智能类课程思政是落实立德树人根本任务、维护意识形态安全与提高人才培养质量的必然选择。进一步推动高校人工智能类课程思政走深、走实需要祛除认识误区，创新育人理念、提升育人能力、构建育人机制、完善育人评价，不断促进专业课程和思政元素的完美融合。

关键词：人工智能类课程课程思政实践发展