电化学储能技术发展研究

电化学储能是解决可再生能源高比例消纳的重要手段,是促成“源网荷储”协调运行的关键装置。作为新型储能的主流技术、未来能源绿色低碳转型的核心技术,电化学储能技术亟需深入发展方可适应储能规模快速增长、储能系统更为复杂所带来的挑战。

中国工程院吴锋院士研究团队在中国工程院院刊《中国工程科学》2023年第6期发表《电化学储能技术发展研究》一文。文章从需求背景、发展现状、趋势及挑战等角度开展电化学储能技术的研究综述,进而研判相应技术体系的构建重点、提出行业发展建议,以期为新型电力系统构建、储能行业高质量发展等研究提供基础参考。

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本文选自中国工程院院刊《中国工程科学》2023年第6期

作者:潘新慧,陈人杰,吴锋

来源:电化学储能技术发展研究[J].中国工程科学,2023,25(6):225-236.

原文:https://mp.weixin.qq.com/s/M7T9iGlFx7EJAELjyJispA

风光波动电源下质子交换膜电解水制氢技术发展与应用

氢气具有清洁、质量 / 能量密度高的优点,是一种高效的能量载体;在高碳排放工业、电力领域中替代煤炭、天然气等化石燃料,应用前景十分广阔。发展具有波动性负荷跟随能力的质子交换膜(PEM)电解水技术,是实现可再生能源耦合电解水制氢、促进可再生能源消纳的有效途径。

中国工程院院刊《中国工程科学》2023年第6期刊发北京智慧能源研究院高级工程师彭笑东研究团队的《风光波动电源下质子交换膜电解水制氢技术发展与应用》一文。文章围绕风光波动电源下电解水高效制氢技术的发展与应用,从风光波动特性及制氢方式、PEM电解水制氢特性及衰减机制、制氢应用现状、关键技术研发等方面,系统探讨风光波动电源耦合制氢存在的问题,以期为相应技术发展和产业应用研究提供基础参考。

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本文选自中国工程院院刊《中国工程科学》2023年第6期

作者:丁历威,彭笑东,侯继彪,康伟,吕洪坤,章康,侯成龙

来源:风光波动电源下质子交换膜电解水制氢技术发展与应用[J].中国工程科学,2023,25(6):237-247.

原文:https://mp.weixin.qq.com/s/O-VQDc-qHim4585XOISaBw

电化学氢-水转化系统中电解水和氢燃料电池催化剂的设计

在当前能源需求和气候变化的背景下,可持续能源系统的研究已取得实质性进展。可再生能源的大规模应用需要高效的电能转换和高密度的电能存储技术,以实现能源分配。氢-水电化学转化被视为一种理想的、无化石原料使用的可持续能源系统,目前该能源系统中电解水和燃料电池两种核心技术的能量转换仍有较大改进空间,亟需进一步实现技术突破。

中国工程院院刊《Engineering》2020年6月刊发重庆大学魏子栋教授研究团队的《电化学氢-水转化系统中电解水和氢燃料电池催化剂的设计》一文。文章分析氢-水能源系统中电解水和燃料电池的能量耗散,讨论在催化剂表面发生的涉及氢-氧反应的主要障碍,总结出催化活性趋势的框架,概述电化学氢-水转化系统中的关键科学问题,提出开发具有高能量转化率的催化剂的研究方向,为高活性氢-氧反应电催化剂的设计提供思路。

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本文选自中国工程院院刊《Engineering》2020年6月刊

作者:彭立山,魏子栋

来源:Catalyst Engineering for Electrochemical Energy Conversion from Water to Water: Water Electrolysis and the Hydrogen Fuel Cell[J]. Engineering,2020,6(6):653-679.

原文:https://mp.weixin.qq.com/s/-1KcAgC60m4lz8OlTJN1iw

绿色化工应用导向的金属-有机框架材料研究概述

快速的工业化进程导致当今全球性的能源和环境危机,以推动科技进步、解决相关挑战为目标,发展新型功能材料的重要性与日俱增。近年来,金属-有机框架(MOF)以及MOF衍生物材料引起了广泛关注,促使我们继续进行其结构设计和应用性能方面的探索。MOF材料的制备、表征和加工成型是实现其工业应用的基础,研究人员已经围绕这些主题开展了大量的工作,以绿色化工应用为导向,充分发挥功能性优势,推动MOF材料大规模的工业应用也应当被提上日程。

中国工程院院刊《Engineering》2021年8月刊发北京工业大学李建荣教授研究团队的《绿色化工应用导向的金属-有机框架材料研究概述》一文。文章从MOF化学中的基本概念出发,讨论了MOF材料的工业合成进展及其在多个领域中的应用现状,旨在提供一个系统的研究概述,引导研究者逐渐将研究思路从学术研究转向实际应用。在成本、规模化生产、加工成型和稳定性等挑战被逐一突破之后,MOF及其衍生物材料有望走进工厂,成为我们日常生活中的一部分,进而为人类创造一个基于绿色生产和生活方式的新时代。

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本文选自中国工程院院刊《Engineering》2021年8月刊

作者:孔祥婧,李建荣

来源:An Overview of Metal–Organic Frameworks for Green Chemical Engineering[J]. Engineering,2021,7(8):1115-1139.

原文:https://mp.weixin.qq.com/s/jbTcxJB8DTxwn2CL8zocgA

矿产资源安全巨系统理论方法与实践

美国、欧盟、俄罗斯等密集出台矿产资源安全保障措施,国际资源博弈烈度陡增,资源安全保障的迫切性达到前所未有的高度。面对新的国际地缘形势,确保我国矿产资源安全巨系统高效运转、服务经济社会发展,是一项复杂性的科学难题,更是一项系统工程。

中国工程院院刊《中国工程科学》2023年第6期刊发中国地质科学院矿产资源研究所研究员陈其慎研究团队的《矿产资源安全巨系统理论方法与实践》一文。文章将系统科学的研究思想引入矿产资源安全研究领域,建立了矿产资源安全系统工程学研究新方向,以矿产资源安全巨系统为研究对象,研究巨系统结构,抓住巨系统的主要矛盾,刻画巨系统形态,揭示巨系统的运行机理,建立巨系统模型,评估发现巨系统运转存在的主要问题,提出矿产资源安全保障优化解决方案,并应用于国家资源安全保障工作实践。

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本文选自中国工程院院刊《中国工程科学》2023年第6期

作者:陈其慎,张艳飞,邢佳韵,龙涛,郑国栋,王琨,任鑫,李振清,李强

来源:矿产资源安全巨系统理论方法与实践[J].中国工程科学,2023,25(6):191-201.

原文:https://mp.weixin.qq.com/s/ThQFoQT-kHx8v8bu_wFFFA