综述 1丨镓基室温液态金属电池的总结与展望
本文对镓基室温液态金属作为主反应电极、辅反应电极和连接电极在电池领域的应用进行了总结与展望。
(1)从电池结构、工作机理和电池功能三个方面对镓基液态金属作为主要工作电极的一次电池和二次电池进行了总结与概括;
(2)讨论了镓基液态金属作为辅助功能电极在锂电池和非锂电池中的应用;
(3)分别阐述了镓基液态金属在光伏太阳能电池、纳米发电机、超级电容器等多场景中作为连接电极的应用;
(4)对镓基液态金属作为多种电池的电极材料进行了总结和展望,并指出镓基液态金属电池系统在创新电池电化学、内在反应机理、多功能集成等方面还有待进一步探索。
Zerong XING, Junheng FU, Sen CHEN, Jianye GAO, Ruiqi ZHAO, Jing LIU. Perspective on gallium-based room temperature liquid metal batteries. Front. Energy, 2022, 16(1): 23‒48 https://doi.org/10.1007/s11708-022-0815-y
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综述 2丨半导体粉末体系光催化全解水制氢的研究进展
本文综述了粉体光催化分解纯水制氢研究在近年来的重要进展。首先介绍了半导体光解水过程的基本原理,然后综述了一步完全分解水光催化材料体系以及两步完全分解水光催化材料体系(图1),并概述了半导体光催化剂材料体系的研究现状和面临的挑战。随后介绍了提高表面水分解反应速率的助催化剂修饰策略以及光解水反应器工程的研究进展。最后结合其他研究小组以及本课题组的相关研究工作,提出该领域面临的瓶颈问题和解决问题的可行策略,并对半导体光解水制氢未来的发展进行了展望。
图1 近年来POWS光催化材料以及反应体系的重要进展
Zhi JIANG, Zhen YE, Wenfeng SHANGGUAN. Recent advances of hydrogen production through particulate semiconductor photocatalytic overall water splitting. Front. Energy, 2022, 16(1): 49‒63 https://doi.org/10.1007/s11708-022-0817-9
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综述 3丨低温应用中锂基电池电解液的研究进展
本文首先介绍了二元、三元和四元电解液的设计开发。接下来介绍了酯类共溶剂类型的电解液。然后讨论了用于喷气推进实验室火星任务的低温锂离子化学。最后简单介绍了用于提高锂离子电池低温性能的电解液添加剂,将使用锂金属氧化物和石墨电极的传统锂离子电池拓展为低温金属锂电池电解液设计,比如锂金属/硅电池,也被称为锂金属电池(LMB),由于硅和锂金属的极高理论容量分别为4200mAh/g和3800mAh/g,因此这种电池是目前最受欢迎的。
Jason A. MENNEL, Dev CHIDAMBARAM. A review on the development of electrolytes for lithium-based batteries for low temperature applications. Front. Energy, 2023, 17(1): 43‒71 https://doi.org/10.1007/s11708-022-0853-5
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综述 5丨石墨烯及其衍生物对相变材料热机械性能的影响及应用
本文对石墨烯(Gr)及其衍生物熔融相变材料的整个物理、结构和热表征都进行了详细的讨论。首先介绍了Gr及其衍生物熔融相变材料及其应用。还研究了Gr及其衍生物,如GA、GNPs、EG和GO的形态(物理结构)和热表征。然后介绍了Gr、GO、GNPs和GA对相变纳米复合材料(PCNC)不同性能的影响。最后总结了本文的结论,并对未来进行了展望。
Sumit NAGAR, Kamal SHARMA, A. K. PANDEY, V. V. TYAGI. Effect of graphene and its derivatives on thermo-mechanical properties of phase change materials and its applications: a comprehensive review. Front. Energy, 2022, 16(2): 150‒186 https://doi.org/10.1007/s11708-021-0795-3
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综述 5丨金属锂电池复合固体电解质的离子传导途径——从富聚合物到富陶瓷
固态电解液(SSE)可以解决可充电锂电池中有机电解液的安全问题。遗憾的是,尽管在过去的几年里取得了很大的进展,但单独使用聚合物或陶瓷SSE都不能满足需求。由柔性聚合物和脆性但更具导电性的陶瓷组成的复合固体电解质(CSE)可以利用单独的系统用于固态金属锂电池(SSLMB)。CSE按组分的质量分数大致可以分为两类:内部结构和电化学性质不同的富含聚合物(PR)和富含陶瓷(CR)的体系。本文对PR和CR电解液的最新进展和局限性进行了全面和深入的探讨,重点介绍了基于聚合物-陶瓷相互作用机理的离子传导途径和陶瓷填料/骨架的结构设计。另外,还突出了在电化学性能和力学性能之间起杠杆作用的PR和CR。此外,通过合理的设计,进一步展望了CSE未来发展的可能路径,以期加速SSLMBs的实际应用。
Zhouyu ZHANG, Hao CHEN, Zhenglin HU, Shoubin ZHOU, Lan ZHANG, Jiayan LUO. Ion conduction path in composite solid electrolytes for lithium metal batteries: from polymer rich to ceramic rich. Front. Energy, https://doi.org/10.1007/s11708-022-0833-9
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期刊简介
Frontiers in Energy (FIE)是中国工程院院刊能源分刊,高教社Frontiers系列期刊之一。由高等教育出版社、中国工程院和上海交通大学共同主办。致力于发表能源领域具有“前沿性、创新性和交叉性”的原创研究论文、综述、展望、观点、评论、新闻热点等。
FIE已被SCIE、Ei Compendex、Scopus、INSPEC、Google Scholar、CSCD(中国科学引文数据库)、中国科技核心期刊等数据库收录。2023年度影响因子3.1,Scopus学术期刊评价指标CiteScore 5.9,2024年即时影响因子为4.0(数据截至2024.09.23)。
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