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磷系新能源电池材料研究进展与展望

精细化工 2025年

作者：张振环马航郭洪万邦隆查坐统王君婷云南大学国际河流与生态安全研究院云南云天化股份有限公司研发中心云南大学材料与能源学院

随着全球能源需求的不断增长以及环境问题的日益突出，新能源材料的研究逐渐成为热点。磷化工产业作为新能源产业的基石，其发展对于推动绿色能源产业的增长至关重要。该文在介绍磷系材料在新能源电池领域中应用的基础上，对正极材料如... 详细信息

随着全球能源需求的不断增长以及环境问题的日益突出，新能源材料的研究逐渐成为热点。磷化工产业作为新能源产业的基石，其发展对于推动绿色能源产业的增长至关重要。该文在介绍磷系材料在新能源电池领域中应用的基础上，对正极材料如磷酸铁锂，磷酸锰铁锂等锂离子电池正极材料和钠超离子导体（NASICON结构）磷酸钒钠等钠离子电池正极材料进行了分析，探讨了液态锂盐电解液LiPF6和固态电解质超离子导体（NASICON型）磷酸钛铝锂（LATP）以及磷单质及磷化合物等负极材料的研究进展，提出了这些材料特性以及在实施过程中可能面临的挑战，如磷系正极材料因电导率低而导致电化学稳定性较差，可通过材料改性、纳米化合成技术等方式来改善。对未来进行了展望，磷系新能源材料的研究和应用将继续推动绿色能源产业的增长，为解决能源和环境问题提供新的思路和解决方案。

关键词：磷化工磷系材料 NASICON结构固态电解质磷系负极

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碱改性铜锰尖晶石室温催化氧化空气中甲醛

Chinese Journal of Catalysis 2024年第5期60卷 337-350页

作者： Yongbiao Hua Kumar Vikrant Ki-Hyun Kim Philippe M.Heynderickx Danil W.Boukhvalov 汉阳大学土木与环境工程系韩国首尔根特大学国际校区环境与能源研究中心催化与表征材料工程韩国仁川根特大学生物科学工程学院绿色化学与技术系比利时根特京林业大学理学院材料物理与化学研究所江苏南京210037 拉尔联邦大学物理与技术研究所俄罗斯叶卡捷琳堡

甲醛(FA)作为一种有致癌风险的有害污染物,在室内环境中普遍存在.为了高效去除甲醛,催化氧化技术成为了一种既经济又节能的选择,它不仅能降低材料成本(例如避免使用贵金属),也能在无光和室温的条件下进行.本文制备了一种成本效益高的碱... 详细信息

甲醛(FA)作为一种有致癌风险的有害污染物,在室内环境中普遍存在.为了高效去除甲醛,催化氧化技术成为了一种既经济又节能的选择,它不仅能降低材料成本(例如避免使用贵金属),也能在无光和室温的条件下进行.本文制备了一种成本效益高的碱改性锰酸铜尖晶石(CuMn^(2)O_(4))催化剂,并用于甲醛催化氧化反应中.实验结果表明,采用碱(1 mol L^(-1)氢氧化钾)改性的CuMn^(2)O_(4)(1-CuMn^(2)O_(4))作为催化剂,在室温条件下,当甲醛浓度为50 ppm,气体空速为4777 h^(-1)时,甲醛转化率(XFA)达到100%;此外,在甲醛转化率为10%时,其稳态反应速率达到了8.18×10^(-2) mmol g^(-1) h^(-1).原位漫反射红外傅立叶变换光谱结果表明,在催化剂的作用下,甲醛分子经过二氧亚甲基和甲酸酯中间体的转化,最终被氧化为水和二氧化碳.进一步结合密度泛函理论模拟发现,1-CuMn^(2)O_(4)具有较高的催化氧化甲醛性能,可归因于甲醛分子更牢固地吸附在1-CuMn^(2)O_(4)表面,甲醛吸附所需的能量较低,以及最终产物从催化剂表面脱附所需的能量也较低的综合效应.本研究为在无光和室温条件下,高效去除空气中甲醛提供了新型高效、成本效益高且无需贵金属的催化剂,从而为室内空气净化提供了新的科学见解.

关键词：甲醛碱修饰锰酸铜尖晶石催化氧化室内空气

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辛烷相变微胶囊微观熔化实验观测

太阳能学报 2014年第8期35卷 1499-1504页

作者：王燕陈振乾东南大学能源与环境学院南京210096 东南大学城市工程科学国际研究中心南京210096

分别采用差示扫描量热仪和冷热台对纯辛烷以及辛烷微胶囊进行熔化实验,显微镜用来观测加热/冷却过程中相变物质的相行为。结果表明自由界面的存在能有效降低熔化势垒,而快速加热具有相反的作用,即导致一定程度的过热,遵循经典相变理论... 详细信息

分别采用差示扫描量热仪和冷热台对纯辛烷以及辛烷微胶囊进行熔化实验,显微镜用来观测加热/冷却过程中相变物质的相行为。结果表明自由界面的存在能有效降低熔化势垒,而快速加热具有相反的作用,即导致一定程度的过热,遵循经典相变理论。界面的存在和受限空间对相变的特性会有一定程度的影响。提供了辛烷的冷凝过程,用来和熔化过程进行比较,结果发现二者的相变点并不完全一致。

关键词：自由受限相变熔化实验显微镜观测相变机理

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

现有防疫通风措施及基于先进气流组织的源头控制技术应用

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湖南大学学报（自然科学版） 2022年第5期49卷 203-214页

作者：艾正涛叶金军 MELIKOV A K MARKOV D G 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 丹麦技术大学国际室内环境与能源研究中心哥本哈根DK-2800 索菲亚技术大学人类舒适、能源和环境设计研究中心索菲亚BG-1000

新冠疫情暴发后,如何应对呼吸道传染病的传播这一难题再次摆在了人们面前.通风是最重要的工程防疫措施,ASHRAE、REHVA、SHASE以及中国的相关机构、学会就如何利用暖通空调系统有效防控COVID-19的传播相继出台了指导性文件.总结和分析系... 详细信息

新冠疫情暴发后,如何应对呼吸道传染病的传播这一难题再次摆在了人们面前.通风是最重要的工程防疫措施,ASHRAE、REHVA、SHASE以及中国的相关机构、学会就如何利用暖通空调系统有效防控COVID-19的传播相继出台了指导性文件.总结和分析系列指导性文件中有关通风量和气流组织方面的内容,发现现有工程防疫措施尚存在诸多需改进之处.传统的全空间通风在疫情期间表现出通风量不足、对近距离短期暴露事件效率低下、能耗高等缺陷,而基于先进气流组织的源头控制技术具有控制效率高、个性化可调、响应快速且节能潜力大等优势,恰好可弥补全空间通风的不足.在此基础上,系统地总结了基于先进气流组织的源头控制措施在呼吸道传染病传播控制方面的技术类型,并考虑到后疫情时代通风系统设计面临以“平疫结合”为导向的发展趋势,探讨了在“平疫结合”中应用源头控制技术的优势,以及在一些高风险场景应用源头控制从而实现“平疫结合”的技术路线,并分析了为落实“平疫结合”设计理念所需进一步探索的技术方向.所做探索预期为后续指南的编撰提供参考,为未来防疫通风设计带来新思路和新启示.

关键词：新冠疫情源头控制先进气流组织平疫结合交叉感染

个性化送风波动对热感觉和室内空气品质的影响

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清华大学学报（自然科学版） 2003年第10期43卷 1405-1407,1419页

作者：杨建荣李先庭彦启森 Melikov A.K. 清华大学建筑技术科学系丹麦技术大学室内能源与环境国际研究中心

为了解个性化通风环境下波动风对人体热舒适和室内空气品质的影响,在系统中实现传统的稳态送风和频率分别为0.1、0.2、0.3Hz的波动送风。采用受试者的主观感受和示踪气体测量两种方式,比较了这几种送风对改善室内热环境和空气品质的效... 详细信息

为了解个性化通风环境下波动风对人体热舒适和室内空气品质的影响,在系统中实现传统的稳态送风和频率分别为0.1、0.2、0.3Hz的波动送风。采用受试者的主观感受和示踪气体测量两种方式,比较了这几种送风对改善室内热环境和空气品质的效果。实验表明:室温28℃时,个性化通风下人体最喜爱的送风波动频率为0.2Hz。该频率的波动风相对于稳态风有更强的冷却作用,并且该波动风不会降低吸入空气的品质。

关键词：个性化通风系统波动风热感觉室内空气品质稳态风送风波动频率

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光催化还原CO_2的研究现状和发展前景

催化学报 2011年第10期32卷 1565-1572页

作者：吴聪萍周勇邹志刚南京大学环境材料与再生能源研究中心江苏南京210093

综述了光催化还原CO2的研究进展,并重点介绍了本课题组在光催化还原CO2为碳氢燃料方面的研究工作,通过该途径可降低CO2在大气中的排放浓度,还可将CO2转化为烷烃、醇或其它有机物质,从而实现碳材料的再循环使用.最后展望了该研究领域的前景.

关键词：光催化二氧化碳还原碳氢化合物

格子Boltzmann方法模拟高Darcy数多孔介质内融化传热过程

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化工学报 2011年第2期62卷 321-328页

作者：杲东彦陈振乾东南大学能源与环境学院江苏南京210096 东南大学城市工程科学国际研究中心江苏南京210096

采用Brinkmann-Forchheimer-Darcy方程描述多孔介质内流动过程,并通过选择合适的平衡态分布函数及非线性源项形式构建出表征融化相变温度场的分布函数演化方程。应用格子Boltzmann模型模拟了方腔内无多孔介质以及填充多孔介质自然对流... 详细信息

采用Brinkmann-Forchheimer-Darcy方程描述多孔介质内流动过程,并通过选择合适的平衡态分布函数及非线性源项形式构建出表征融化相变温度场的分布函数演化方程。应用格子Boltzmann模型模拟了方腔内无多孔介质以及填充多孔介质自然对流融化传热过程,模拟结果与其他文献结果吻合较好,模型的正确性得到了一定的验证。模拟结果还表明液相的自然对流对融化传热过程有着重要的影响,并且在高Rayleigh数或高Darcy数情况下作用更强。在高Darcy数情况下由于非Darcy效应的存在,增大Rayleigh数以强化融化传热的效应要大于提高同样倍数Darcy数的效应。

关键词：格子Boltzmann方法多孔介质融化自然对流

垂直U型埋管换热器准三维热渗耦合模型及其实验验证

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太阳能学报 2011年第3期32卷 383-389页

作者：杨卫波陈振乾施明恒东南大学能源与环境学院南京210096 扬州大学能源与动力工程学院扬州225127 东南大学城市工程科学国际研究中心南京210096

为了探讨热渗耦合对土壤源热泵地埋管换热的影响,基于多孔介质传热传质及地下水渗流理论,通过耦合竖直方向一维流体模型与水平面内土壤二维非稳态热渗耦合模型,建立了考虑地下水渗流影响的准三维U型埋管热渗耦合模型。基于模型的数值求... 详细信息

为了探讨热渗耦合对土壤源热泵地埋管换热的影响,基于多孔介质传热传质及地下水渗流理论,通过耦合竖直方向一维流体模型与水平面内土壤二维非稳态热渗耦合模型,建立了考虑地下水渗流影响的准三维U型埋管热渗耦合模型。基于模型的数值求解,探讨了土壤热物性及地下水渗流对埋管换热特性的影响。结果显示:土壤导热系数与比热容的增大均有利于加强埋管的换热,且地下水渗流的存在有利于强化地下埋管与周围土壤间的换热能力,提高土壤源热泵系统的运行效率。实验验证表明,所建模型具有一定的预测精度,可为地下埋管换热器传热特性的研究提供理论基础。

关键词：土壤源热泵垂直U型埋管准三维模型热渗耦合实验验证