值得关注!这个团队今年在电催化领域杀疯了!连发多篇能源顶刊!

文摘   2024-12-25 09:30   上海  



2024年,青岛科技大学化工学院刘希恩教授团队在能源电催化领域取得一系列新进展。相关成果分别发表于Angew. Chem. Int. Ed. (6篇)、Adv. Mater.(2篇)、Adv. Energy Mater.(3篇)、Adv. Funct. Mater.(2篇)等国际知名期刊。
在电催化碱性析氢方面,该团队通过构建独特的氧空位(Vo)和Ru路易斯酸-碱对(Vo-Ru Lewis acid–base pairs)极大地促进碱性析氢动力学(Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202317622);通过调控铱晶界处的微环境,实现了高效地碱性析氢(Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202315633);提出了一种部分间隙掺入策略合成Ru–RuSi异质结构,这不仅可以将Ru顶位点从隐形催化位点转变为显性催化位点,还可以保留Ru表面的较低水解离能垒(Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202423756);通过恒电势模型计算,发现随着外加电势的增加,由Ru到CoP的氢溢流能垒显著降低,加速了氢析出过程,内建电场耦合氢溢流作用实现了Ru-CoP体系安培级电流密度下的高效碱性电催化析氢(Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202400069);提出并实现了Mo/Ru基多位点异质电催化剂的理性设计,并通过精确调控Mo的价态和分布,以及引入Ru位点,实现了催化性能的优化(Adv. Mater. 2024, 36, 2410039);通过氨解原位外延生长,构建了双金属氮化物负载的RuNi合金(RuNi/ZrNiNx)异质结构,可以在安培级电流密度下实现了稳定和优异的电催化析氢和析氧性能(Adv. Mater. 2024,Accepted);成功构建了高度晶格匹配的Ru/W2C异质结催化剂,其晶格匹配的异质界面能极大降低界面质子吸附能,有效地促进可逆的氢扩散过程,从而提升碱性析氢性能(Adv. Energy Mater. 2024, 202405546);利用Ru和载体之间较大的功函数差异,诱导Ru的非对称电荷分布,形成高价Ru与金属Ru共存,高价Ru降低了水的解离能垒并提供足够的氢质子,促进氢质子由高价Ru位点向金属Ru位点的溢出,金属Ru位点可以增强H的解吸从而协同增强析氢活性(Adv. Funct. Mater.2024, 34,2314899)。
在电催化酸性析氧方面,该团队提出了一种新的策略,即将原子分散的V物质(包括O-桥接的V二聚体和V单原子)加入到RuO2晶格中,以触发O-O自由基的直接偶联,从而释放O2,而不产生*OOH中间体,从而调节催化反应途径,从根本上打破限制RuO2的活性/稳定性权衡,实现酸性析氧反应(OER)的卓越稳定性和活性(Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202413657);构建了一种具有不对称Ru-O-Ta(-O-Ta)活性单元的短程有序钽掺杂单原子RuO2催化剂(Ta-RuO2),用于增强酸性OER的活性和稳定性(Adv. Energy Mater. 2024, 2403388);通过加入碱金属K,诱导原位构建K-IrOx薄皮包裹金属Ir的核壳催化剂,实现了在10 mA cm-2电流密度下高达3000小时的稳定性和199 mV的低过电位(Adv. Funct. Mater. 2024, 202421615)。在电催化二氧化碳还原方面,该团队通过调控催化剂的组成和结构控制二氧化碳电还原的反应路径实现了产物选择性切换。将Sb元素引入到CuS中,以S原子为桥,在Cu‒S离子键旁桥接S‒Sb共价键,促使Cu‒S键长由最初的2.24 Å增加到2.30 Å,驱动电化学二氧化碳还原反应产物由HCOOH转变为CO(Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202409206)。在电催化尿素氧化方面,该团队成功开发了一种新型的Cu-NiFe LDH催化剂,通过铜掺杂实现了对镍物种局部电子结构的调控,促进了高价态镍位点的生成。这些高价态镍位点作为尿素氧化(UOR)的活性中心,有效避免了自身氧化现象,提高了催化剂的活性和稳定性(Adv. Energy Mater. 2024, 14, 2403004)。
在人工智能与电池管理技术融合的背景下,电池科技的研究和应用正迅速发展,创新解决方案层出不穷。从电池性能的精确评估到复杂电池系统的智能监控,从数据驱动的故障诊断到电池寿命的预测优化,人工智能技术正以其强大的数据处理能力和模式识别优势,推动电池管理领域的技术进步。据最新研究动态,目前在电池管理领域的人工智能应用主要集中在以下几个方面:
1.状态估计:包括电池的荷电状态(SOC)和健康状态(SOH)的实时监测与估计,使用机器学习算法提高估计的准确性。
2.寿命预测:通过分析电池的使用历史和性能数据,预测电池的剩余使用寿命(RUL),帮助制定维护和更换计划。
3.故障诊断与异常检测:利用深度学习等技术识别电池的异常行为,实现故障早期诊断和预警。
4.充电策略优化:使用智能算法优化电池的充电过程,提高充电效率,减少能量损耗。
5.电池匹配与均衡:在电池组中,使用人工智能技术进行电池单体的匹配和均衡控制,确保电池组性能的一致性和稳定性。
6.自适应控制:开发自适应控制算法,使电池管理系统能够根据实时数据和环境变化自动调整其操作策略。
7.环境影响评估:评估不同使用条件和环境因素对电池性能和寿命的影响,使用人工智能进行模拟和优化。
8.电池回收与二次利用:使用人工智能评估退役电池的状态,优化电池的回收和再利用流程。
为促进科研人员、工程师及产业界人士对锂离子电池研究技术的掌握,特举办“机器学习驱动的智能化电池管理技术与应用”专题培训会议,本次培训会议主办方为北京软研国际信息技术研究院,承办方互动派(北京)教育科技有限公司,具体相关事宜通知如下:

适用人群


汽车工业、电力工业、材料科学、无机化工、有机化工、环境科学与资源利用、工业通用技术、自动化技术、冶金技术、金属学及金属工艺、物理学、安全科学与灾害防治、航空航天科学与工程、计算机软件及应用等领域的科研人员、工程师、及相关行业从业者、跨领域研究人员。





培训特色




智能化电池管理专题

1、综合性:课程覆盖了电池管理技术的多个方面,包括电池的工作原理、关键性能指标及评估、电池热失控预警、异常检测、以及充电策略优化等。数据驱动角度强调了数据集的重要性,并在多个应用中展示了如何利用数据集来训练和验证模型。算法框架上详细阐述了不同应用场景下的算法框架,帮助学员构建清晰的技术实现路径。结果验证上在多个章节中提到了结果的估计和泛化性验证,确保学员能够理解模型的准确性和适用性。

2、技术深度和实际应用:深入探讨人工智能和机器学习在电池管理中的应用,如SOC(荷电状态)估计、SOH(健康状态)估计、寿命预测等,并提供多个应用案例,如基于迁移学习的SOC估计、基于模型误差谱的SOH估计方法等,有助于学员理解理论与实践的结合。

3、方法论:介绍了多种人工智能在电池管理中的具体应用方法,如基于数据-物理融合模型的荷电状态估计、基于深度学习的电池Q-V曲线预测等。

4、技术前沿:涵盖了当前人工智能在电池管理领域的最新研究成果,如基于转移注意力机制的电池剩余寿命预测方法。



讲师介绍


1

智能化电池管理讲师


由国家“双一流”建设高校、“985工程”和“211工程”重点高校副教授/博导及其团队成员讲授,长期从事动力电池系统安全管理研究的理论和关键技术开发。在《eTransportation》、《Applied Energy》、《Energy》等JCR一区SCI期刊发表论文50余篇,其中十余篇先后入选“ESI全球高被引论文”。担任储能科学与技术、机械工程学报、电气工程学报等期刊青年编委,担任40余个SCI期刊的审稿人专家。




培训大纲

机器学习驱动的智能化电池管理技术与应用

目录

主要内容

电池管理技术概述

1. 电池的工作原理与关键性能指标

2. 电池管理系统的核心功能

Ø    SOC估计

Ø    SOH估计

Ø    寿命预测

Ø    故障诊断

人工智能机器学习

基础

1. 人工智能的发展

2. 机器学习的关键概念

3. 机器学习在电池管理中的应用案例介绍

人工智能在电池荷电状态估计中的应用

1. 荷电状态估计方法概述

2. 基于迁移学习的SOC估计

(1)  基于迁移学习的SOC估计方法

数据集、估计框架、估计结果

(2)  全生命周期下的SOC估计方法

数据集、估计框架、估计结果

3. 基于数据-物理融合模型的荷电状态估计

(1)  基于融合模型和融合算法的SOC估计方法

数据集、估计框架、估计结果

(2)  全生命周期下的SOC融合估计方法

数据集、估计框架、估计结果

4. 实例讲解-基于迁移学习的SOC估计方法

人工智能在电池健康状态估计中的应用

1. 健康状态估计方法概述

2. 片段恒流工况下的SOH估计方法

数据集、估计框架、估计结果、泛化性验证

3. 动态工况下基于模型误差谱的SOH估计方法

数据集、估计框架、估计结果

4. 动态工况下基于老化特征提取的SOH估计方法

数据集、估计框架、估计结果、泛化性验证

5. 多阶充电工况下的实车电池系统SOH估计方法

数据集、估计框架、估计结果

6. 电池组内单体SOH快速估计方法

数据集、估计框架、估计结果

7. 实例讲解-片段恒流工况下的SOH估计方法

8. 实例讲解-基于模型误差谱的SOH估计方法

人工智能在电池寿命预测和衰后性能预测中的应用

1. 寿命预测和衰后行为预测方法概述

2. 基于转移注意力机制的电池剩余寿命预测方法

数据集、估计框架、估计结果

3. 基于深度学习的电池Q-V曲线预测方法

数据集、估计框架、估计结果

4. 基于轻量化机器学习的电池Q-V曲线预测方法

数据集、估计框架、估计结果

5. 实例讲解-基于深度学习的寿命预测方法

人工智能在电池热失控预警中的应用

1. 电池热失控预警方法概述

2. 数据集介绍

3. LOA算法的电池系统周级别热失控预警方法

Ø    算法框架

Ø    结果

4. 基于多模态特征的周级别热失控预警方法

Ø    算法框架

Ø    结果

5. 基于机器学习的电池异常检测、定位和分类方法

Ø    算法框架

Ø    结果

6. 实例讲解-基于机器学习的电池异常检测和热失控预警方法

人工智能在其他电池管理中的应用

1. 人工智能在解决电池系统有限物理传感中的应用

Ø    数据集

Ø    算法框架

2. 人工智能在充电策略优化中的应用

Ø    数据集

Ø    算法框架

Ø    结果


报名须知

1

时间地点


机器学习驱动的智能化电池管理技术与应用

2024年12月28日-12月29日

2025年01月03日-01月05日 

在线直播(授课五天)

2

报名费用

课程名称

价格(元)

机器学习驱动的智能化电池管理技术与应用

4900

优惠:
2024年12月1日前报名缴费可享受200元早鸟价优惠;

参加过我单位举办的其它课程的老学员,可享受额外300元优惠;


【注】费用提供用于报销的正规机打发票及盖有公章的纸质通知文件;北京中科万维智能科技有限公司作为本次会议会务合作单位,负责注册费用收取和开具发票,可开具会议费发票和发送会议邀请函;

3

增值服务

1、凡报名学员将获得本次培训电子课件及案例模型文件

2、培训结束可获得本次所学专题课程全部无限次回放视频

3、参加培训并通过试的学员,可以获得:主办方北京软研国际信息技术研究院培训中心颁发的专业技能结业证书

4

联系方式



封面图片来源:百度


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