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Water molecules and oxygen-vacancy modulation of vanadium pentoxide with fast kinetics toward ultrahigh power density and durable flexible all-solid-state zinc ion battery

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Journal of Energy Chemistry 2023年第10期85卷 581-591,I0014页

作者： Wenda Qiu Yunlei Tian Shuting Lin Aihua Lei Zhangqi Geng Kaitao Huang Jiancong Chen Fuchun Huang Huajie Feng Xihong Lu Guangdong Industry Polytechnic College Guangzhou 510300GuangdongChina MOE of the Key Laboratory of Bioinorganic and Synthetic Chemistry KLGHEI of Environment and Energy ChemistrySchool of ChemistrySun Yat-Sen UniversityGuangzhou 510275GuangdongChina Key Laboratory of Electrochemical Energy Storage and Energy Conversion of Hainan Province Hainan Normal UniversityHaikou 571158HainanChina

Aqueous zinc ion battery(ZIB)with many virtues such as high safety,cost-effective,and good environmental compatibility is a large-scale energy storage technology with great application potential.Nevertheless,its application is severely hindered by the slow diffusion of zinc ions in desirable cathode materials.Herein,a technique of water-incorporation coupled with oxygen-vacancy modulation is exploited to improve the zinc ions diffusion kinetics in vanadium pentoxide(V_(2)O_5)cathode for ZIB.The incorporated water molecules replace lattice oxygen in V_(2)O_5,and function as pillars to expand interlayer distance.So the structural stability can be enhanced,and the zinc ions diffusion kinetics might also be promoted during the repeated intercalation/deintercalation.Meanwhile,the lattice water molecules can effectively enhance conductivity due to the electronic density modulation effect.Consequently,the modulated V_(2)O_5(H-V_(2)O_5)cathode behaves with superior rate capacity and stable durability,achieving 234 mA h g^(-1)over 9000 cycles even at 20 A g^(-1).Furthermore,a flexible all-solid-state(ASS)ZIB has been constructed,exhibiting an admirable energy density of 196.6 Wh kg^(-1)and impressive power density of 20.4 kW kg^(-1)as well as excellent long-term lifespan.Importantly,the assembled flexible ASS ZIB would be able to work in a large temperature span(from-20 to 70℃).Additionally,we also uncover the energy storage mechanism of the H-V_(2)O_5 electrode,offering a novel approach for creating high-kinetics cathodes for multivalent ion storage.

关键词： Interlayer engineering Water intercalation Vanadium pentoxide Ion diffusion kinetics Zinc ion battery

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High rate and ultralong life flexible all-solid-state zinc ion battery based on electron density modulated NiCo_(2)O_(4) nanosheets

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Journal of Energy Chemistry 2022年第7期31卷 283-291,I0008页

作者： Wenda Qiu Yunlei Tian Zhenchao Lin Shuting Lin Zhangqi Geng Kaitao Huang Aihua Lei Fuchun Huang Huajie Feng Fengze Ding Yu Li Xihong Lu Guangdong Industry Polytechnic College Guangzhou 510300GuangdongChina MOE of the Key Laboratory of Bioinorganic and Synthetic Chemistry KLGHEI of Environment and Energy ChemistrySchool of ChemistrySun Yat-Sen UniversityGuangzhou 510275GuangdongChina Key Laboratory of Electrochemical Energy Storage and Energy Conversion of Hainan Province Hainan Normal UniversityHaikou 571158HainanChina

The development of zinc ion batteries (ZIBs) with large capacity,high rate,and durable cathode material is a crucial and urgent task.Ni Co_(2)O_(4)(NCO) has received ever-growing interest as a potential cathode material for ZIBs,owing to the high theoretical capacity,rich source,cost-effective,and versatile redox nature.However,due to the slow dynamics of the NCO electrodes,its practical application in highperformance systems is severely limited.Herein,we report an electron density modulated NCO nanosheets (N-NCO NSs) with high-kinetics Zn^(2+)-storage capability as an additive-free cathode for flexible all-solid-state (ASS) ZIBs.By virtue of the enhanced electronic conductivity,improved reaction kinetics,and increased active sites,the optimized N-NCO NSs electrode delivers a high capacity of 357.7 m Ah g^(-1)at 1.0 A g^(-1)and a superior rate capacity of 201.4 m Ah g^(-1)at 20 A g^(-1).More importantly,a flexible ASS ZIBs device is manufactured using a solid polymer electrolyte of a poly (vinylidene fluoride hexafluoropropylene)(PVDF-HFP) film.The flexible ASS ZIBs device shows superb durability with 80.2%capacity retention after 20,000 cycles and works well in the range of-20–70℃.Furthermore,the flexible ASS ZIBs achieves an impressive energy density as high as 578.1 W h kg^(-1)with a peak power density of 33.6 k W kg^(-1),substantially outperforming those latest ZIBs.This work could provide valuable insights for constructing high-kinetics and high-capability cathodes with long-term stability for flexible ASS ZIBs.

关键词： Electron densities modulation NiCo_(2)O_(4)nanosheets All-solid-state Flexible Zinc ion batteries

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风电-循环流化床-热电联产机组联合优化调度

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华北电力大学学报（自然科学版） 2018年第6期45卷 76-83页

作者：谢云磊田亮华北电力大学控制与计算机工程学院河北保定071003

并网发电机组整体的调峰调频能力影响着电网消纳风电负荷的能力,火电机组在一定时期内仍然是补偿风电的首选。但主流的普通煤粉锅炉机组,其调峰调频能力难以达到要求。对比发现,循环流化床机组调峰能力优良但调频能力差,而热电联产机组... 详细信息

并网发电机组整体的调峰调频能力影响着电网消纳风电负荷的能力,火电机组在一定时期内仍然是补偿风电的首选。但主流的普通煤粉锅炉机组,其调峰调频能力难以达到要求。对比发现,循环流化床机组调峰能力优良但调频能力差,而热电联产机组调峰能力差但调频能力优良。对此,将同一发电集团的风电场同循环流化床锅炉机组、热电联产机组组成一个联合调度体,并分析了不同调度模式下的整体收益,探究了循环流化床锅炉机组调峰能力对热电设备的替代效用。算例分析表明,在消纳风电量相同的条件下,所提模型经济性要高于热电设备消纳方案。

关键词：风电消纳循环流化床锅炉联合调度热电设备替代效用

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新疆萨尔托海铬铁矿中铂族矿物及硫化物特征

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地质学报 2019年第10期93卷 2639-2655页

作者：田亚洲杨经绥杨华燊田云雷贵州大学资源与环境工程学院贵阳550025 地幔研究中心自然资源部深地动力学重点实验室中国地质科学院地质研究所北京100037

新疆萨尔托海高Al型铬铁矿中几乎不含原生的铂族矿物(PGM)和贱金属硫化物(BMS)包体,显示出成矿岩浆贫硫的特征。BMS多产于铬铁矿铬粒间裂隙、基质及蚀变环带中,主要以赫硫镍矿和针镍矿为主,其次为辉铜矿、砷镍矿、硫砷镍矿、毒砂等。PG... 详细信息

新疆萨尔托海高Al型铬铁矿中几乎不含原生的铂族矿物(PGM)和贱金属硫化物(BMS)包体,显示出成矿岩浆贫硫的特征。BMS多产于铬铁矿铬粒间裂隙、基质及蚀变环带中,主要以赫硫镍矿和针镍矿为主,其次为辉铜矿、砷镍矿、硫砷镍矿、毒砂等。PGM以包体产于BMS或铬铁矿粒间缝隙中,以硫钌矿(RuS2)为主,还包括硫锇矿(OsS2)、硫镍锇矿[(Os,Ni)S2]、硫钌锇矿[(Ru,Os)S2],锑钯矿(Pd5Sb2)和少量Cu、Pt、Au的硫化物。铬铁矿全岩ΣPGE含量50.64×10^-9~92.00×10^-9,较世界范围内蛇绿岩型铬铁矿低,且具有IPGE较PPGE富集的特点,PdN/IrN在0.1~0.9之间,具有Os相对Ir富集的特点。铬铁矿主量元素和原位微量元素显示出与菲律宾阿科杰高Al型铬铁矿以及MORB中尖晶石相似的地球化学特征。根据萨尔托海铬铁矿中PGM及BMS的种类、产出特征,结合铬铁矿全岩PGE及单矿物微量元素地球化学特征,认为铬铁矿的形成与贫硫的拉斑玄武质岩浆与地幔橄榄岩的熔体岩石反应有关。铬铁矿形成后的晚期岩浆阶段使得自形程度较高的PGM(如硫锇矿)和BMS(如赫硫镍矿)形成,随后向热液阶段转变的过程中,由于温压条件改变、热液蚀变,形成了萨尔托海铬铁矿中Fe-Ni-As-S和PGM矿物组合。

关键词：铂族矿物硫化物铬铁矿萨尔托海新疆

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新疆西准噶尔阿克巴斯套蛇绿混杂岩中辉绿岩地球化学、年代学及构造意义

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地质学报 2019年第9期93卷 2209-2225页

作者：杨华燊田亚洲杨经绥田云雷贵州大学资源与环境工程学院贵阳550025 地幔研究中心国土资源部深地动力学重点实验室中国地质科学院地质研究所北京100037

本文以阿克巴斯套蛇绿混杂岩中辉绿岩为研究对象,进行了详细的野外地质调查、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、岩石地球化学研究,旨在探究其岩石成因、成岩时代及构造背景,以便为探讨西准噶尔地区构造演化提供新的数据支持。岩石地球化学特征... 详细信息

本文以阿克巴斯套蛇绿混杂岩中辉绿岩为研究对象,进行了详细的野外地质调查、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、岩石地球化学研究,旨在探究其岩石成因、成岩时代及构造背景,以便为探讨西准噶尔地区构造演化提供新的数据支持。岩石地球化学特征显示:辉绿岩SiO2(51.15%~54.34%)、Na2O (4.95%~6.36%)、TiO2(1.79%~2.08%)含量高,而MgO(3.90%~5.15%)、K2O (0.13%~0.80%)含量低,且Na2O>K2O,具富钠贫钾的特征。∑REE=117.52×10^-6~143.12×10^-6, LREE/HREE=1.79~2.04,(La/Yb)N=1.04~1.22,轻重稀土分异不明显,δEu平均值为0.93,富集大离子亲石元素(K、Rb、Sr),明显亏损高场强元素(Th、Nb、Ti),表明辉绿岩具有N-MORB与岛弧玄武岩相似的特征。辉绿岩锆石样品176Hf/177Hf比值范围为0.282783~0.282993,平均值为0.282926,εHf(t)值为+8.0^+15.2,平均值为+12.8。根据地球化学特征研究表明,该辉绿岩源区为俯冲流体交代亏损地幔尖晶石二辉橄榄岩经25%~30%部分熔融形成,同时,岩浆在演化过程中经历了一定程度的结晶分异作用。锆石U-Pb年代学研究显示阿克巴斯套蛇绿混杂岩中辉绿岩年龄为357.6±2.4 Ma(n=24, MSWD=5.3),形成于早石炭世,该年龄佐证了西准噶尔地区洋盆演化一直延续到石炭世早期,为新疆西准噶尔晚古生代残余洋盆消亡的时代提供了依据。结合成岩年龄及区域地质背景,认为阿克巴斯套蛇绿混杂岩形成于石炭世早期与俯冲作用相关的弧后盆地构造环境。

关键词：西准噶尔辉绿岩锆石U-Pb定年 Hf同位素弧后盆地

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升温-降温全过程北山花岗岩渗透试验研究

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水利水电技术（中英文） 2022年第6期53卷 111-120页

作者：杨福波陈世万田云雷贺琦贵州大学资源与环境工程学院喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室贵州贵阳550025 中国科学院武汉岩土力学研究所湖北武汉430071

花岗岩是高放废物地质处置库的主要围岩体。为认识温度改变对北山花岗岩渗透特性的影响,采用多功能岩石低渗测试系统,以氮气为渗透介质,测试了北山花岗岩升温-降温全过程中渗透率(分别加热至120℃、140℃和160℃)。试验结果表明,升温-... 详细信息

花岗岩是高放废物地质处置库的主要围岩体。为认识温度改变对北山花岗岩渗透特性的影响,采用多功能岩石低渗测试系统,以氮气为渗透介质,测试了北山花岗岩升温-降温全过程中渗透率(分别加热至120℃、140℃和160℃)。试验结果表明,升温-降温全过程北山花岗岩渗透率在0.055~0.1 mD范围内,在升温阶段,渗透率随温度的升高呈现降低的趋势;在降温过程的高温阶段,渗透率随温度的降低持续降低;温度降至60℃水平时渗透率出现回升趋势,但不能恢复至初始渗透率;通过核磁共振对比试验前后试样孔隙特征发现,温度渗流处理后北山花岗岩孔隙结构出现了不可逆改变,大孔段孔径分布曲线峰值对应的孔径大小及孔隙量均出现显著降低,温度对花岗岩孔隙表现明显的不可逆愈合作用,导致北山花岗岩渗透率降低。研究成果对花岗岩体内高放废物地质处置工程具有重要意义。

关键词：渗透率热处理花岗岩热致裂隙滑脱效应滑脱因数

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基于两阶段随机规划的热电机组深调峰辅助服务竞价策略

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电网技术 2019年第8期43卷 2789-2798页

作者：田亮谢云磊周桂平葛维春华北电力大学控制与计算机工程学院河北省保定市071003 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院辽宁省沈阳市110006 国网辽宁省电力有限公司辽宁省沈阳市110006

随着中国电力体制改革的推进,热电厂可参与的能量市场呈现多样化。为了在多能量市场中使热电厂的收益最大化,提出基于两阶段随机规划的热电厂深度调峰辅助服务市场竞价策略。采用拉丁超立方场景法对负荷不确定性建模,并通过相应指标对... 详细信息

随着中国电力体制改革的推进,热电厂可参与的能量市场呈现多样化。为了在多能量市场中使热电厂的收益最大化,提出基于两阶段随机规划的热电厂深度调峰辅助服务市场竞价策略。采用拉丁超立方场景法对负荷不确定性建模,并通过相应指标对场景的生成质量进行评估。为考虑竞争对手的可能报价和投标量及相应约束,采用动态排队法对深度调峰市场进行出清,得到深度调峰市场边际出清价格和出清量以确定热电厂在电能市场和深度调峰市场的投标量。最后以热电厂总收益最大为目标确定报价系数。算例结果表明,拉丁超立体法生成的场景质量比蒙特卡洛法生成的场景质量高,此外,同时参与电能市场和深度调峰市场的收益高于只参与单一市场的收益,而且配置储热罐会进一步提升收益。

关键词：拉丁超立方抽样深调峰辅助服务两阶段随机规划竞价策略

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Salt-assisted vapor-liquid-solid growth of high-quality ultrathin nickel oxide flakes for artificial synapses in image recognition applications

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Nano Research 2024年第5期17卷 4622-4630页

作者： Hui Zhang Zongjie Shen Alei Li Lin Wang Qinan Wang Yunfei Li yunlei Zhong Juntong Zhu Yong Zhang Mengjiao Han Dan tian Chun Zhao Lixing Kang Qingwen Li School of Physical Science and Technology Shanghai Tech UniversityShanghai 201210China Division of Advanced Materials Suzhou Institute of Nano-Tech and Nano-BionicsChinese Academy of SciencesSuzhou 215123China College of Energy Soochow Institute for Energy and Materials Innovationsand Key Laboratory of Advanced Carbon Materials and Wearable Energy Technologies of Jiangsu ProvinceSoochow UniversitySuzhou 215123China Songshan Lake Materials Laboratory Dongguan 523808China School of Advanced Technology Xi’an Jiaotong-Liverpool UniversitySuzhou 215123China College of Materials Science and Engineering Co-Innovation Center of Efficient Processing and Utilization of Forest ResourcesNanjing Forestry UniversityNanjing 210037China

Transition metal oxides have attracted intense interest owing to their abundant physical and chemical properties.The controlled preparation of large-area,high-quality two-dimensional crystals is essential for revealing their inherent properties and realizing high-performance devices.However,fabricating two-dimensional(2D)transition metal oxides using a general approach still presents substantial challenges.Herein,we successfully achieve highly crystalline nickel oxide(NiO)flakes with a thickness as thin as 3.3 nm through the salt-assisted vapor-liquid-solid(VLS)growth method,which demonstrated exceptional stability under ambient conditions.To explore the great potential of the NiO crystal in this work,an artificial synapse based on the NiO-flake resistive switching(RS)layer is investigated.Short-term and long-term synaptic behaviors are obtained with external stimuli.The artificial synaptic performance provides the foundation of the neuromorphic application,including handwriting number recognition based on artificial neuron network(ANN)and the virtually unsupervised learning capability based on generative adversarial network(GAN).This pioneering work not only paves new paths for the synthesis of 2D oxides in the future but also demonstrates the substantial potential of oxides in the field of neuromorphic computing.

关键词： nickel oxide(NiO)flakes vapor-liquid-solid(VLS)growth memristor synapse generative adversarial network(GAN)

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碳质灰岩热力特性试验研究

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人民长江 2021年第10期52卷 195-200,243页

作者：田云雷陈世万左双英贵州大学资源与环境工程学院贵州贵阳550025

针对岩石热力特性问题,以声发射监测为主要手段,研究了加温冷却和实时加温加载两种条件下碳质灰岩热损伤过程的声发射演化。研究表明:①加热过程中,灰岩在50℃开始出现声发射,至320℃左右时沿层理面炸裂,产生较大声响和冲击力,声发射出... 详细信息

针对岩石热力特性问题,以声发射监测为主要手段,研究了加温冷却和实时加温加载两种条件下碳质灰岩热损伤过程的声发射演化。研究表明:①加热过程中,灰岩在50℃开始出现声发射,至320℃左右时沿层理面炸裂,产生较大声响和冲击力,声发射出现突增,灰岩表现出“热脆性”损伤;②灰岩在两种加热处理条件下,声发射撞击数都会出现局部显著增加阶段,可为确定起裂应力和损伤应力提供支持;③实时加温加载条件下,随温度升高灰岩单轴抗压强度降低;但在加温冷却条件下,300℃处理冷却后,灰岩单轴抗压强度有所增加;④两种加热条件下,灰岩的起裂应力和损伤应力随温度增加而降低。

关键词：岩石热力性质声发射灰岩岩石强度

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超声无创指标预测肝移植术后胆道梗阻价值研究

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中国超声医学杂志 2022年第11期38卷 1256-1259页

作者：郭芸蕾阮骊韬张静田敏张春西安交通大学第一附属医院超声医学科

目的探讨二维超声、多普勒超声、实时剪切波弹性成像等超声指标预测肝移植术后胆道梗阻的价值。方法对62例肝移植术后患者移植肝和脾脏进行上述超声指标检查，随访至首次确诊胆道梗阻或术后满24个月，根据有无胆道梗阻分为研究组和对... 详细信息

目的探讨二维超声、多普勒超声、实时剪切波弹性成像等超声指标预测肝移植术后胆道梗阻的价值。方法对62例肝移植术后患者移植肝和脾脏进行上述超声指标检查，随访至首次确诊胆道梗阻或术后满24个月，根据有无胆道梗阻分为研究组和对照组，比较组间超声指标差异。结果 13例患者出现胆道梗阻，肝动脉阻力指数(HARI)和肝脏硬度(LS)在两组之间有显著差异(P8.15 kPa、HARI<0.60时发生胆道梗阻并发症的可能性增加。

关键词：肝移植胆道梗阻超声弹性成像

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