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波浪能供电观测浮标防腐方案设计及仿真

太阳能学报 2024年第2期45卷 213-217页

作者：张亚群李显豪盛松伟王坤林黄圳鑫高桂飞中国科学院广州能源研究所广州510640 中国科学院可再生能源重点实验室广州510640 中国科学技术大学能源科学与技术学院合肥230026 青岛雅合科技发展有限公司青岛266011

针对波浪能供电观测浮标的结构组成,分析其工作原理、运动特性、各系统处的海洋腐蚀环境,将浮标划分成多个海洋污损区域。基于目前的防腐方法和浮标复杂的海洋腐蚀环境,综合考虑成本及施工时效性,提出一种防腐油漆涂层加阴极保护双组合... 详细信息

针对波浪能供电观测浮标的结构组成,分析其工作原理、运动特性、各系统处的海洋腐蚀环境,将浮标划分成多个海洋污损区域。基于目前的防腐方法和浮标复杂的海洋腐蚀环境,综合考虑成本及施工时效性,提出一种防腐油漆涂层加阴极保护双组合的防腐方法,并进行外加电流阴极保护防腐系统及关键参数的设计。通过数值模拟,确定该系统布置在浮标主浮体侧面可实现较好的防腐效果。最后,提出两种防腐系统位置布置方案。

关键词：波浪能装置浮标腐蚀漂浮式波浪能发电装置阴极保护

近5年我国部分城市群生活垃圾组分含水率及其特征分析

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环境科学 2024年

作者：王小波刘安琪钟慧琼赵增立中国科学院广州能源研究所中国科学院可再生能源重点实验室广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室

城市生活垃圾的组分含水率是决定其终端处理技术和资源回收利用方式的关键因素，明确组分含水率的特性和预测方法对垃圾处理设施的规划和设计具有指导作用。基于全国30多个城市的500多个生活垃圾样本，分析了近5年来我国部分城市群生活... 详细信息

城市生活垃圾的组分含水率是决定其终端处理技术和资源回收利用方式的关键因素，明确组分含水率的特性和预测方法对垃圾处理设施的规划和设计具有指导作用。基于全国30多个城市的500多个生活垃圾样本，分析了近5年来我国部分城市群生活垃圾的组分含水率的变化趋势和其与生活垃圾总含水率的相关性，并建立了垃圾含水率的预测模型。结果表明，从全国平均来看，生活垃圾中含量较高且出现概率较大的组分主要有：厨余类、纸类、橡塑类、纺织类和木竹类等，除个别城市外，以上组分的出现概率通常超过80%；上述组分同时也是生活垃圾组分中含水率较高的组分。生活垃圾中含量较低的组分则因地而异。生活垃圾的主要组分含水率大小为：厨余类>木竹类>纸类>纺织类>橡塑类。从平均值来看，厨余和木竹等通常认为含水率较高的组分近5年来的含水率平均值有所下降。纸类、橡塑类、纺织类和木竹类的含水率之间的相关系数均略高于0.3，表明上述组分的含水率有弱正相关性。模型分析表明，不能简单地用组分的平均含水率来预测垃圾的总含水率，建立的生活垃圾含水率预测模型可使85.45%的样本的水分预测值与实测值的误差在20%以内，能较好地适用于我国生活垃圾的水分预测。

关键词：城市生活垃圾(MSW) 垃圾组分含水率垃圾分类模型

基于高通量定量PCR与高通量测序技术研究城市湿地公园抗生素抗性基因污染特征

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环境科学 2024年第1期45卷 576-583页

作者：黄福义周曙仡聃潘婷周昕原苏建强张娴中国科学院城市环境研究所城市环境与健康重点实验室福建省流域生态重点实验室厦门361021 中国科学院大学北京100049 中国科学院华南植物园退化生态系统植被恢复与管理重点实验室广州510650

城市湿地公园是城市湿地保护与利用的重要实践,具有重要的生态系统服务价值.抗生素抗性基因(ARGs)作为一种新污染物,在水体环境中普遍存在,是当前环境研究和公众关注热点.基于高通量定量PCR与16S rRNA基因高通量测序技术,深入研究了厦... 详细信息

城市湿地公园是城市湿地保护与利用的重要实践,具有重要的生态系统服务价值.抗生素抗性基因(ARGs)作为一种新污染物,在水体环境中普遍存在,是当前环境研究和公众关注热点.基于高通量定量PCR与16S rRNA基因高通量测序技术,深入研究了厦门城市湿地公园水体环境中抗生素抗性基因的种类、丰度水平和分布特征.结合微生物群落特征和水质理化性质,阐释了城市湿地公园抗生素抗性基因污染的影响因子和驱动机制.结果表明,城市湿地公园水体环境总共发现了217种抗生素抗性基因,丰度水平高达6.48×10^(9)copies·L^(-1),抗性基因呈现出丰度较高、种类多样以及普遍共存的特点,城市湿地公园是抗生素抗性基因分布的重要热区和存储库;Marivivens、NS5_marine_group和Planktomarina等9种微生物是41种抗生素抗性基因的潜在携带者,微生物群落结构对城市湿地公园水体环境抗性基因变化的单独解释量达到了51%,因此微生物群落是城市湿地抗生素抗性基因赋存和演化最重要的驱动力.基于研究结果,暗示着城市湿地公园水体环境抗生素抗性基因具有潜在水生态安全及人类健康风险,应该加强城市湿地公园水体环境微生物污染研究与控制.

关键词：高通量城市湿地抗生素抗性基因(ARGs) 水环境新污染物

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基于LQR的三有源桥变换器控制

新能源进展 2024年第2期12卷 235-240页

作者：解非王浩舒杰中国科学院广州能源研究所广州510640 中国科学院大学北京100049 中国科学院可再生能源重点实验室广州510640 广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室广州510640

针对三有源桥变换器解耦控制中工况远离稳态点解耦矩阵变化时控制性能较差的问题,提出一种基于线性二次型调节器(LQR)的三有源桥变换器控制方法。通过电路等效变换和端口功率传输方程建立状态空间模型,进一步设计基于状态反馈的LQR控制... 详细信息

针对三有源桥变换器解耦控制中工况远离稳态点解耦矩阵变化时控制性能较差的问题,提出一种基于线性二次型调节器(LQR)的三有源桥变换器控制方法。通过电路等效变换和端口功率传输方程建立状态空间模型,进一步设计基于状态反馈的LQR控制方法,在实现功率潮流控制的同时保持端口电压的稳定,通过仿真控制验证所提出方法的控制性能,对比传统PI解耦控制,在工况变化时,该控制方法具有更好的动态性能。

关键词：三有源桥变换器解耦控制状态空间方程线性二次型调节器

高电流密度PEM水电解OER催化材料研究现状与分析

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新能源进展 2024年第2期12卷 133-140页

作者：王志达卢卓信史言郭常青谭弘毅申丽莎涂志明闫常峰中国科学院广州能源研究所广州510640 中国科学院可再生能源重点实验室广州510640 广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室广州510640

因强酸性、高过电位以及强氧化环境等问题,商业化质子交换膜(PEM)水电解析氧(OER)阳极需采用高载量的贵金属材料,且目前尚无替代的非贵金属催化剂,导致成本居高不下。以高电流密度(HCD)提升功率密度是PEM水电解未来发展趋势,但随着电流... 详细信息

因强酸性、高过电位以及强氧化环境等问题,商业化质子交换膜(PEM)水电解析氧(OER)阳极需采用高载量的贵金属材料,且目前尚无替代的非贵金属催化剂,导致成本居高不下。以高电流密度(HCD)提升功率密度是PEM水电解未来发展趋势,但随着电流密度升高,水电解反应过电位也近似线性增长,需要催化材料更高的电导率和更快的物质运输,以降低电流和电解效率的损失。因此,开发高性能OER催化剂对推动PEM水电解制氢产业的发展意义重大。介绍了PEM水电解与可再生能源的契合性,从OER四电子反应机理出发,揭示OER催化剂研究意义;结合已有的研究报道,从形貌尺寸、表面结构、传电能力、电化学反应微环境等四方面,分析了高电流密度下OER催化材料的研究现状及其提高PEM水电解传输效率的原因;对高电流密度PEM水电解OER催化材料未来的发展趋势提出建议并进行了展望。

关键词：质子交换膜高电流密度析氧反应阳极催化材料结构设计

基于常规X射线光电子能谱仪(XPS)和X射线衍射仪(XRD)技术的透明柔性导电膜薄膜厚度表征

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中国无机分析化学 2024年

作者：张少鸿莫家媚苏秋成中国科学院广州能源研究所

X射线光电子能谱仪（XPS）和X射线衍射仪（XRD）已越来越成为实验室的常规必备设备。XPS是一种表面分析技术，典型的分析深度约为10 nm，主要用于表征材料表面元素及其化学状态，并可利用刻蚀离子枪对材料元素及其化学态纵深分布进行研... 详细信息

X射线光电子能谱仪（XPS）和X射线衍射仪（XRD）已越来越成为实验室的常规必备设备。XPS是一种表面分析技术，典型的分析深度约为10 nm，主要用于表征材料表面元素及其化学状态，并可利用刻蚀离子枪对材料元素及其化学态纵深分布进行研究。XRD主要利用晶体对X射线的衍射测定材料的晶体结构；同时可利用材料表面、界面对X射线的反射，研究材料的物性，包括密度、厚度、粗糙度等。利用实验室常规的XPS和XRD联合表征多层薄膜厚度；结合两者各自的优势，通过简单、便捷的方法实现多层薄膜的结构表征。通过XRD测试多层薄膜的反射干涉条纹，运用快速傅里叶变换（FFT）方法得到其厚度信息；通过XPS深度剖析得到膜层组分及其纵向分布的信息，从而完整表征了多层薄膜的结构。所表征的样品为组成和结构未知的透明柔性导电膜。结合XPS和XRD分析得到结果：薄膜为三层复合膜结构，首层由SnO2、In2O3、TiO2和ZnO组成，厚度为42.6 nm；中间为19.2 nm Ag纳米线；靠近基底层由ZnO、In2O3和TiO2组成，厚度为59.0 nm。建立的方法完全避免了建模的繁杂过程和不确定性，非常方便、快速地得到薄膜结构组成，包括：每层薄膜厚度、组成成分、层间堆叠顺序等。方法在薄膜研究、生产过程质量控制等方面应用都有十分重要意义。

关键词： X射线光电子能谱(XPS) X射线衍射(XRD) 薄膜厚度深度剖析 X射线反射率(XRR) 快速傅里叶变换(FFT)

黏土矿物衍生纳米材料作为锂离子电池负极材料的研究进展

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硅酸盐学报 2024年第7期52卷 2381-2395页

作者：黄海铭李向军韦寿淑杜静谢捷洋陈情泽朱润良中国科学院广州地球化学研究所中国科学院矿物学与成矿学重点实验室/广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室广州510640 中国科学院深地科学卓越创新中心广州510640 中国科学院大学北京100049 惠州市鼎元新能源科技有限公司广东惠州516227

黏土矿物因具有独特的微纳米结构、较大的比表面积和良好的热/化学稳定性等特点,其衍生纳米材料在锂离子电池负极材料领域的应用中展现出了巨大的潜力。本文综述了最新的国内外进展,重点介绍了黏土矿物衍生纳米材料的制备以及在锂离子... 详细信息

黏土矿物因具有独特的微纳米结构、较大的比表面积和良好的热/化学稳定性等特点,其衍生纳米材料在锂离子电池负极材料领域的应用中展现出了巨大的潜力。本文综述了最新的国内外进展,重点介绍了黏土矿物衍生纳米材料的制备以及在锂离子电池负极材料领域的应用,并探讨了在商业化领域存在的挑战。

关键词：黏土矿物纳米材料锂离子电池负极材料

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能源地理研究的发展与展望

地理学报 2024年第1期79卷 147-170页

作者：杨宇郭越樊杰刘毅中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院区域可持续发展分析与模拟重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049

能源系统与人类社会的相互作用关系是能源地理研究的主要内容,涉及经济、政治、环境和文化等多个维度。能源的不均衡分布与空间流动及其环境效应吸引了地理学者的关注,同时地理学者又可以通过独特的视角与研究方法分析能源问题。能源地... 详细信息

能源系统与人类社会的相互作用关系是能源地理研究的主要内容,涉及经济、政治、环境和文化等多个维度。能源的不均衡分布与空间流动及其环境效应吸引了地理学者的关注,同时地理学者又可以通过独特的视角与研究方法分析能源问题。能源地理研究因人类在地球表层能源系统中的经济活动和地缘政治而兴起,又因全球气候变化的挑战和社会公平的讨论而进入新的繁荣阶段。由于中外所处的发展阶段不同,能源环境问题存在差异,又因学术氛围不同,所以学者们在关注视角和研究特色等方面存在不同侧重。国际能源地理研究以资源分布及经济地理研究为起点,在能源环境问题的牵引下逐渐形成了学术共同体,并在长期发展历程中出现了能源生产网络与能源流动、能源地缘政治与能源安全、能源转型与气候治理、能源正义与能源贫困等多元研究议题,可为中国学者提供诸多有益借鉴。中国能源地理研究从20世纪中叶起大致形成了“世界资源地理”和“部门经济地理”两个脉络的传统,并持续面向国家战略需求开展经世致用的应用研究,21世纪以来在碳排放与居民能源消费等方面的研究逐步与国际接轨。近年来,在强调“双碳”目标、能源转型和能源安全的背景下,能源地理研究迎来了新的发展机遇,但也存在学科内外部挑战。为了建设“能源地理学”,需要在传承宝贵传统的基础上,在理论和方法、咨询与智库研究、科普传播、人才队伍建设等方面有所创新。

关键词：能源地理发展脉络国际借鉴传承与创新

离子吸附型轻稀土和重稀土矿床成矿母岩地球化学特征对比研究:以关西和大埠花岗岩体为例

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大地构造与成矿学 2024年第2期48卷 232-247页

作者：杨玉元李宁波姜玉航赵旭中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室广东广州510640 中国科学院大学北京100049 中国科学院深地科学卓越创新中心广东广州510640

离子吸附型稀土矿床是花岗质岩石为主的成矿母岩经历后期风化淋积作用而形成,是世界上重要的稀土资源之一,因此其矿床成因备受关注。目前不同类型离子吸附型稀土矿床的成矿母岩的性质还没有得到很好限制,这也制约对该类型矿床成矿理论... 详细信息

离子吸附型稀土矿床是花岗质岩石为主的成矿母岩经历后期风化淋积作用而形成,是世界上重要的稀土资源之一,因此其矿床成因备受关注。目前不同类型离子吸附型稀土矿床的成矿母岩的性质还没有得到很好限制,这也制约对该类型矿床成矿理论的完善。本次以关西离子吸附型轻稀土矿床(母岩为碱性长石花岗岩)和大埠离子吸附型重稀土矿床(母岩为白云母花岗岩)的成矿母岩为研究对象,对它们进行系统的年代学和地球化学分析,并结合前人研究成果进行对比,揭示离子吸附型轻稀土和重稀土矿床在成矿母岩的系统性差异。结果显示,关西碱性长石花岗岩(190 Ma)和大埠白云母花岗岩(155 Ma)均形成于燕山期,且具有较高的铝饱和指数,A/CNK均为1.07~1.38,指示二者均属于过铝质岩石,为地壳沉积物熔融的产物。关西碱性长石花岗岩高场强元素(Zr、Nb、Ce)含量高、Ga/Al(3.33~4.33)值和锆饱和温度(895~922℃)较高,表明其为铝质A型花岗岩。而大埠白云母花岗岩具有较低的锆饱和温度(762~795℃),含石榴子石和白云母等铝饱和矿物,应属于S型花岗岩;且大埠白云母花岗岩具有较低Nb/Ta(2.55~5.10)和Zr/Hf(12.2~20.7)值,并含有萤石等富F矿物,显示出高演化花岗岩的特征。通过系统的统计对比发现,A型花岗岩形成的温度更高,有利于源区富稀土矿物的熔融,并抑制了岩浆上升过程中稀土矿物的分离结晶,最终促进了稀土元素在岩体中聚集,从而有利于形成离子吸附型轻稀土矿床;而部分高演化的S型花岗岩中,由于出现石榴子石等富重稀土的矿物,从而富集重稀土,而且其普遍富F的特征也有利于岩浆经历更为充分的演化,促进重稀土元素在岩石中的富集,有利于形成离子吸附型重稀土矿床。

关键词：华南 A型花岗岩 S型花岗岩高演化离子吸附型稀土矿床