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质子交换膜燃料电池用碳纤维纸技术关键及产业化研究进展

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储能科学与技术 2025年

作者：王阳峰任博王红涛侯栓弟石油化工科学研究院中石化(大连)石油化工研究院有限公司

氢能是实现能源结构转型和构建低碳社会的重要途径，而质子交换膜燃料电池是氢能转化利用的核心设备之一。与催化剂、质子交换膜等材料的产业化研究进展相比，作为气体扩散层基底层的碳纤维纸研究相对滞后，碳纤维纸国产化被称为燃料电... 详细信息

氢能是实现能源结构转型和构建低碳社会的重要途径，而质子交换膜燃料电池是氢能转化利用的核心设备之一。与催化剂、质子交换膜等材料的产业化研究进展相比，作为气体扩散层基底层的碳纤维纸研究相对滞后，碳纤维纸国产化被称为燃料电池核心材料的“最后一个壁垒”。本文聚焦制约碳纤维纸产业化制备技术的关键瓶颈，首先简要介绍当前碳纤维纸制备的主流工艺路线；随后分析指出湿法成形制备碳纤维纸的技术关键在于均匀稳定的碳纤维支撑骨架构建，以及均匀复合的纤维-树脂界面构筑；在碳纤维纸产业化方面，国内整体处于起步及产品验证阶段，与实验室小试研究相比，量产过程中更多地面临工程化技术问题；最后，分析总结了近年来国内碳纤维纸研究取得的成绩，并提出了未来主要关注方向，以期推动国内碳纤维纸产业化可持续发展。

关键词：氢能燃料电池碳纤维纸气体扩散层

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腈类化合物在高电压电解液中的研究进展

储能科学与技术 2025年

作者：李南马静黄挺秀沈毅星沈旻江依义洪涛马国强马紫峰浙江省化工研究院有限公司上海交通大学绍兴新能源与分子工程研究院

提高工作电压是提升锂离子电池能量密度的有效途径，但由此引发的电解液氧化分解、过渡金属离子溶出以及正极材料结构破坏等问题，严重制约了其实际应用。因此，开发具有优异电化学稳定性的电解液成为研究的热点。腈类化合物由于高介电... 详细信息

提高工作电压是提升锂离子电池能量密度的有效途径，但由此引发的电解液氧化分解、过渡金属离子溶出以及正极材料结构破坏等问题，严重制约了其实际应用。因此，开发具有优异电化学稳定性的电解液成为研究的热点。腈类化合物由于高介电常数和优良的氧化稳定性，被视为高电压体系中优化电解液的理想选择。本文回顾了腈类化合物作为溶剂和添加剂的作用机理及性能特点，针对腈类溶剂与石墨及锂金属不相容的问题，讨论了高浓度电解液、弱溶剂化电解液、含氟腈类电解液及共晶电解质等四种优化策略，并总结了各策略的实际应用前景及商业化过程中面临的局限性，明确指出添加剂是当前最有效的应用方式。此外，通过介绍含硅、硼、硫等元素的化学基团修饰的新型腈类添加剂，探究了不同官能团的作用机制及其应用潜力。最后，本文阐述了腈类化合物在开发与应用中面临的机遇与挑战，展望了通过合成工艺的优化与新型添加剂的开发，获得低粘度、高纯度、界面稳定性更强的多官能团腈类化合物，并探讨其在高电压电解液，尤其是在钴酸锂电池电解液中的应用前景。

关键词：锂离子电池电解液腈类化合物固体电解质界面膜

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电气设备用全氟异丁腈环保绝缘气体检测技术

绝缘材料 2025年

作者：何洁颜湘莲刘伟黄印中国电力科学研究院有限公司国网安徽省电力有限公司电力科学研究院

全氟异丁腈（C4F7N）具有优异的绝缘性能和较低的温室效应，是当前用于电气设备绝缘的主流环保气体。由于C4F7N与SF6理化特性差异较大，现有的SF6检测技术及设备无法满足C4F7N混合气体的应用需求。本文参考运行设备中SF6及SF6/N2气体的... 详细信息

全氟异丁腈（C4F7N）具有优异的绝缘性能和较低的温室效应，是当前用于电气设备绝缘的主流环保气体。由于C4F7N与SF6理化特性差异较大，现有的SF6检测技术及设备无法满足C4F7N混合气体的应用需求。本文参考运行设备中SF6及SF6/N2气体的带电检测技术，开展C4F7N/CO2气体的检测方法研究。提出了采用基于高精度氦离子化检测器的气相色谱检测纯度和组分、采用热导原理检测C4F7N占比和阻容传感器法监测微水、采用非分光红外技术结合朗伯-比尔定律定量监测漏气等现场检测方案，开发了相应的检测装置，并对气体状态开展检测验证试验，研究成果可支撑C4F7N环保电气设备的运维检测和现场应用。

关键词：全氟异丁腈环保电气设备纯度混合比泄漏

不同水生植物对水产养殖尾水氮磷去除效果研究

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生态环境学报 2025年

作者：梅耀萍吴本丽黄龙吴仓仓陈静陈夏君何吉祥水产增养殖安徽省重点实验室安徽省农业科学院水产研究所

为了多角度分析水生植物利用养殖尾水不同形态氮磷过程，揭示营养元素循环利用规律，优化水产生态养殖模式。通过监测黄花美人蕉（Canna indica var. flava）、芦苇（Phragmites australis）、香蒲（Typha orientalis）和菖蒲（Acorus c... 详细信息

为了多角度分析水生植物利用养殖尾水不同形态氮磷过程，揭示营养元素循环利用规律，优化水产生态养殖模式。通过监测黄花美人蕉（Canna indica var. flava）、芦苇（Phragmites australis）、香蒲（Typha orientalis）和菖蒲（Acorus calamus）对中华鳖（Pelodiscus sinensis）养殖尾水净化过程中不同形态氮（铵态氮NH4+-N、亚硝态氮NO2--N和硝态氮NO3--N）和磷（可溶态磷DP、可溶活性态磷SRP、可溶态有机磷DOP和颗粒态磷PP）含量，结合水生植物生物量和元素累积情况，进一步分析其对尾水净化效果和利用机制。黄花美人蕉组对总氮、总磷的去除率最高，分别为27.5%和21.9%；所有处理组对NH4+-N和NO2--N去除率均达到95.0%以上，对NO3--N去除率为25.4%-26.9%，黄花美人蕉组对不同形态氮去除率最高；芦苇、黄花美人蕉和香蒲组分别对DP、SRP和PP去除率最高。黄花美人蕉组总氮累积量、地上部分总磷累积量显著高于其他组，菖蒲组地下部分总磷累积量显著高于其他组；氮和磷累积量与总氮、总磷去除率之间具有显著的正相关关系（r=0.763,p=0.000;r=0.443,p=0.013）。总之，黄花美人蕉组净化效果更好，其次是芦苇、菖蒲和香蒲组；水生植物会选择优先利用铵态氮，其次是亚硝态氮和硝态氮，其地上部分与地下部分吸收利用表现出不同的响应规律。

关键词：水生植物养殖尾水营养盐累积氮磷吸收净化效果健康养殖

稀土掺杂的钛合金表面镍-氧化石墨烯镀层微观结构及摩擦行为研究

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复合材料学报 2025年

作者：朱延松汤超弘汪鑫刘国刘存宇安徽理工大学机电工程学院合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室)

在瓦特镍型电镀液中掺入一定量稀土氧化铈(CeO2)和氧化石墨烯（GO），实现了TC4钛合金基体上Ni-GO-CeO2镀层制备，重点研究了稀土CeO2对复合镀层微观结构、晶粒尺寸、显微硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明，随CeO2掺入增加，镀层中... 详细信息

在瓦特镍型电镀液中掺入一定量稀土氧化铈(CeO2)和氧化石墨烯（GO），实现了TC4钛合金基体上Ni-GO-CeO2镀层制备，重点研究了稀土CeO2对复合镀层微观结构、晶粒尺寸、显微硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明，随CeO2掺入增加，镀层中孔洞和裂纹显著减少，且发现CeO2含量为3wt%时，镀层孔洞完全消失，但当CeO2含量超过3wt%时，镀层中CeO2将发生团聚，导致镀层再次出现孔洞和裂纹。XRD分析和显微硬度检测结果表明，CeO2含量为3wt%时，复合镀层Ni晶粒尺寸最小（42nm），较未掺杂CeO2的镀层减小了28%，显微硬度最高（384.84HV），较未掺杂CeO2的镀层提高了15.83%，但当CeO2含量超过3wt%时，镀层Ni晶粒尺寸增大，显微硬度下降。复合镀层摩擦特性研究表明，CeO2含量为3wt%时，镀层摩擦性能最优，摩擦系数最小（0.225），较未掺杂CeO2的镀层降低了24.24%，且磨损机制为轻微的磨粒磨损，但当CeO2含量超过3wt%，镀层摩擦性能降低，镀层表面磨粒磨损程度显著提高。

关键词： Ni-GO-CeO 稀土微观结构摩擦行为钛合金

季节性淹水对长江滩地杨树林土壤理化性质和酶活性及微生物群落的影响

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东北林业大学学报 2025年第1期53卷 134-146页

作者：苗婷婷吴中能刘俊龙丁昌俊曹志华孙慧闫彩霞杨传宝安徽省林业科学研究院合肥230088 中国林科院林业研究所安庆大观区林长制办公室

为了探明季节性淹水对林分地力的影响,以安徽沿江地区滩地杨树林土壤为研究对象,对季节性淹水前后,土壤(0<深度(h)≤60 cm)的养分质量分数、物理性质及酶活性进行测定;采用高通量测序技术对土壤微生物群落组成、多样性、空间结构及功能... 详细信息

为了探明季节性淹水对林分地力的影响,以安徽沿江地区滩地杨树林土壤为研究对象,对季节性淹水前后,土壤(0<深度(h)≤60 cm)的养分质量分数、物理性质及酶活性进行测定;采用高通量测序技术对土壤微生物群落组成、多样性、空间结构及功能类群等进行测定,分析环境因子与土壤微生物群落的相互作用及其潜在关系。结果表明:季节性淹水后,滩地杨树林土壤0

关键词：季节性淹水杨树人工林地力维护土壤理化性质微生物群落

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基于广义互补原理及线性回归的冬小麦生育期蒸散发估算及差异性研究

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节水灌溉 2025年

作者：徐荣艳王怡宁江鹏刘开磊周超丁钰童张美娜河海大学水文水资源学院南京水利科学研究院安徽省(水利部淮委)水利科学研究院五道沟水文实验站

为准确预测淮北平原冬小麦蒸散发，选取五道沟实验站2017-2021年气象监测数据及埋深1 m、2 m称重式蒸渗仪数据，基于蒸散发广义互补原理，构建2种干旱系数（AI）下关键参数αe年值统计模型（Liu法和Brutsaert法）预测蒸散发；并对冬小... 详细信息

为准确预测淮北平原冬小麦蒸散发，选取五道沟实验站2017-2021年气象监测数据及埋深1 m、2 m称重式蒸渗仪数据，基于蒸散发广义互补原理，构建2种干旱系数（AI）下关键参数αe年值统计模型（Liu法和Brutsaert法）预测蒸散发；并对冬小麦生长期蒸散发量与气象因子进行相关性分析，厘清了小麦各生育阶段蒸散发影响因子作用程度，采用步进法，通过逐步回归分析构建了蒸散量与气象因子的多元线性模型。基于实测蒸散发，评估两种模型预测精度。结果表明：1)Liu法和Brutsaert法均可适用于冬小麦生育期蒸散发预测，且使用Liu法建立的基于AI计算αe的统计模型精度较高；2)Liu法和Brutsaert法预测冬小麦各生育阶段蒸散量精度有所差别。1 m埋深及2 m埋深Liu法模型预测精度从高到低依次为抽穗-成熟期、返青-拔节期、出苗-分蘖期、分蘖-越冬期。2 m埋深Brutsaert法测精度从高到低依次为抽穗-成熟期、出苗-分蘖期、返青-拔节期、分蘖-越冬期。3)构建的小麦日蒸散发量与各气象因素的多元回归模型精度在各生育期均大于0.7，可用于蒸散发量计算。4)所构建冬小麦2种埋深下生育期日蒸散量与气象因子线性回归模型精度低于广义非线性互补相关模型，尤其在可利用气象数据有限的情况下，可以通过广义互补原理构建小麦蒸散发预测模型。

关键词：广义互补 Liu法 Brutsaert法逐步回归冬小麦淮北平原

基于最优可调负荷模型的工业过程用电可行域建模方法

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电力系统自动化 2025年

作者：苏湘波吕睿可白云龙王小明赵文广郭鸿业清华大学电机工程与应用电子技术系国网安徽省电力有限公司国网安徽省电力有限公司电力科学研究院

工业用户具有通过需求侧调控为电力系统提供灵活性的巨大潜力。虽然工业生产过程具有复杂的用能机理，但目前已有包括状态任务网络（STN）在内的通用模型可以有效建模一类工业过程的用能约束。然而，STN模型具有大量离散变量且所需参数... 详细信息

工业用户具有通过需求侧调控为电力系统提供灵活性的巨大潜力。虽然工业生产过程具有复杂的用能机理，但目前已有包括状态任务网络（STN）在内的通用模型可以有效建模一类工业过程的用能约束。然而，STN模型具有大量离散变量且所需参数较多，难以直接嵌入面向海量需求侧灵活性资源的经济调度，阻碍了工业用户灵活性的充分利用。为此，本文面向可用STN模型建模生产过程的工业用户，提出了基于最优可调负荷模型（OALM）的可行域构建方法。首先，利用需求响应时间尺度消除STN模型的整数变量，实现模型线性化；然后，针对工业用户的用电特点，用可调负荷模型近似线性化STN模型，其参数通过鲁棒优化求解以最大化可行域体积，并通过添加功率能量耦合约束解决了现行可行域参数优化的无界问题。算例表明，与高维、含整数变量的原始STN模型相比，低维、线性的OALM在不同的生产计划、时间尺度和电价场景下能保持较高的准确度和稳定性，对于解决工业用户大规模接入负荷侧调控所面临的维数灾难提供了新的思路。

关键词：工业用户最优可调负荷模型状态任务网络 Benders分解可行域

水足迹视角下安徽北部地区水资源利用效率研究——基于SBM-VRS-SDEA模型

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中国农业资源与区划 2025年

作者：朱丽君王光宇王艳安徽省农业科学院农业经济与信息研究所安徽省农业科学院农业工程研究所

[目的]聚焦安徽北部地区淮北平原补灌区与江淮丘陵分水岭两个缺水区域，探讨淮北小麦-玉米及江淮小麦-水稻两熟种植模式下水足迹与用水效果的空间分布，从宏观尺度上对农业水资源管理利用效率的评价与管理提供了科学的理论依据。[方法]... 详细信息

[目的]聚焦安徽北部地区淮北平原补灌区与江淮丘陵分水岭两个缺水区域，探讨淮北小麦-玉米及江淮小麦-水稻两熟种植模式下水足迹与用水效果的空间分布，从宏观尺度上对农业水资源管理利用效率的评价与管理提供了科学的理论依据。[方法]运用非径向超效率DEA模型（SBM-VRS-SDEA）评价其水资源利用效率，对安徽北部地区农业水资源利用提升方向进行探讨。[结果]江淮丘陵地区小麦-水稻两熟模式蓝水绿水足迹大于淮北地区小麦-玉米两熟模式蓝水绿水足迹，江淮丘陵地区小麦-水稻两熟模式蓝水、绿水足迹也分别大于淮北地区小麦-玉米两熟模式蓝水、绿水足迹；技术模式对水资源利用效率影响显著；提升绿水利用比例对于减少蓝水使用、实现水资源可持续利用具有重要意义。[结论]基于以上研究，建议根据区域特性差异化制定用水计划，提出提高绿水使用比例，减少蓝水灌溉压力，江淮地区应重点利用绿水资源，淮北地区则需制定科学的节水策略，选择有效的农业用水节水方式。

关键词：水足迹蓝水绿水蒸散量非径向超效率DEA模型