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电化氢-水转化系统中电解水和氢燃料电池催化剂的设计 Review

彭立山, 魏子栋

《工程(英文)》 2020年 第6卷 第6期   页码 653-679 doi: 10.1016/j.eng.2019.07.028

摘要: 氢-水电化转化是一种理想的、无化石原料使用的可持续能源系统。然而,该能源系统中两种核心技术的能量转换,即电解水和燃料电池,仍有很大的改进空间。文中介绍了一系列基于催化性能的结构工程方法(包括纳米结构化、晶面工程、相工程、非晶化、缺陷工程、元素掺杂、界面工程和合金化)及其应用,着重介绍从以往的理论和实验研究中得到的合理指导,并概述了电化氢-水转化系统中的关键科学问题,提出了开发具有高能量转化率的催化剂的研究方向。

关键词: 可再生能源系统     氢–水电化循环     电催化     电催化剂工程     结构设计     水电解     燃料电池    

电化微反应技术的工程研究进展——一种新型有机化合物电合成方法 Review

郑思源, 闫俊妤, 王凯

《工程(英文)》 2021年 第7卷 第1期   页码 22-32 doi: 10.1016/j.eng.2020.06.025

摘要:

电化方法环境友好,在有机化学合成中具有独特的优势。然而,传统的电化反应器存在复杂的传递问题,限制了电化方法的应用。本文从过程强化的角度讨论了在电合成中使用微通道的工程优势,分析了最近报道的电化微反应器中的流型和传质行为,并列举了反应器放大的典型例子。

关键词: 电化     电合成     微反应器     流动化学    

电化储能技术发展研究

潘新慧,陈人杰,吴锋

《中国工程科学》 2023年 第25卷 第6期   页码 225-236 doi: 10.15302/J-SSCAE-2023.06.019

摘要:

作为新型电力系统重要组成部分的电化储能,是解决可再生能源高比例消纳的重要手段、促成“源网荷储”协调运 行的关键装置;电化储能技术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,在诸多方面仍待深入发展才 能适应储能规模快速增长、储能系统更为复杂带来的挑战。本文从电源侧、电网侧、用户储能侧出发,分析了电化储能发 展的需求背景,系统梳理了电化储能技术在战略布局、关键材料、结构设计等方面的研究进展;在阐明电化储能技术发 展趋势的基础上,辨识了产品规格不统一研究认为,高性能、高安全性、低成本的关键材料,储能器件结构优化及评价,储能系统多能互补及智能化设计,电化储 能商业化应用模式是后续重点发展方向,需要强化试点示范应用、制定行业标准体系、完善基础设施建设、培育储能人才团 队,以保障电化储能技术及产业高质量发展。

关键词: 电化储能;关键材料;结构设计;标准体系;新型电力系统    

迈向碳中和的绿电化工业

唐城, 张强

《工程(英文)》 2023年 第29卷 第10期   页码 22-26 doi: 10.1016/j.eng.2023.04.018

流体电化靶向诱生硫酸根自由基降解水中微污染物 Article

郑文天, 尤世界, 姚远, 任南琪, 丁彬, 李方, 刘艳彪

《工程(英文)》 2023年 第30卷 第11期   页码 144-152 doi: 10.1016/j.eng.2022.12.005

摘要: 基于此,本文提出了流体电化靶向诱生硫酸根自由基(SO4•–)的研究设想,通过构筑穿透式电化反应系统,实现了阳极将硫酸根离子(SO2O82−),再通过阴极还原反应将S2O82−转化为开展了流体电化系统构造原理、硫酸根自由基靶向生成机制和微污染物降解机理等相关研究。结果表明,在最优实验条件下,该系统可在单次流模式下实现苯胺的高效降解(100%)和总有机碳的有效去除(65.0%)。本工作基于“以废治废”理念,结合了膜分离和电化的技术优势,有望为水中微污染物的深度去除提供一种潜在可行的技术选择。

关键词: 高级氧化     链式反应     硫酸根离子     微污染物     顺序电化体系    

木质素电化生物炼制制备化学品和生物油提质 Review

胡锐, 赵玉莹, 唐晨, 石岩, 罗刚, 范佳珺, James H. Clark, 张士成

《工程(英文)》 2023年 第27卷 第8期   页码 178-198 doi: 10.1016/j.eng.2022.10.013

摘要:

Recalcitrance and the inherent heterogeneity of lignin structure are the major bottlenecks to impede the popularization of lignin-based chemicals production processes. Recent works suggested a promising pathway for lignin depolymerization and lignin-derived bio-oil upgrading via an electrochemical biorefinery (a process in which lignin valorization is performed via electrochemical oxidation or reduction). This review presents the progress on chemicals synthesis and bio-oil upgrading from lignin by an electrochemical biorefinery, relating to the lignin biosynthesis pathway, reaction pathway of lignin electrochemical conversion, inner-sphere and outer-sphere electron transfer mechanism, basic kinetics and thermodynamics in electrochemistry, and the recent embodiments analysis with the emphasis on the respective feature and limitation for lignin electrochemical oxidative and reductive conversion. Lastly, the challenge and perspective associated with lignin electrochemical biorefinery are discussed. Present-day results indicate that more work should be performed to promote efficiency, selectivity, and stability in pursuing a lignin electrochemical biorefinery. One of the most promising developing directions appears to be integrating various types of lignin electrochemical conversion strategies and other existing or evolving lignin valorization technologies. This review aims to provide more references and discussion on the development for lignin electrochemical biorefinery.

关键词: 木质素     电化生物炼制     反应途径     电子转移机制     动力学     热力学    

二氧化碳捕集、利用与封存技术 Perspectives

林青阳, 张霄, 王涛, 郑成航, 高翔

《工程(英文)》 2022年 第14卷 第7期   页码 27-32 doi: 10.1016/j.eng.2021.12.013

摘要: 从这个角度而言,二氧化 碳捕集着重于化学吸收技术,主要原因在于其商业化潜力。本文对各种化学溶剂吸收二氧化碳的能力和 速率进行了总结。二氧化碳的利用重点在于电化转化途径,即将二氧化碳转化为具有潜在价值的化学 品,这一途径已经备受关注。通过不同二氧化碳减排产品的法拉第转换效率,可对效率的改善情况进行 说明。

关键词: 二氧化碳捕集、利用与封存     二氧化碳捕集     二氧化碳利用     二氧化碳封存     化学吸收     电化转化     封存机制    

中国化学会第二十次全国电化大会

会议日期: 2019年10月25日

会议地点: 中国/湖南/长沙

主办单位: 中国化学会

SOFC关键材料电化表征方法

樊丽权,赵二庆,高克卿,熊岳平

《中国工程科学》 2013年 第15卷 第2期   页码 50-56

摘要:

固体氧化物燃料电池(SOFC)是全固态的化学发电装置,其构成材料固体氧化物对SOFC性能的影响尤为重要。本文从材料对SOFC电化性能影响的视角出发,立足电化、固体电化的基本原理,概述了SOFC构成材料的电化表征方法,并将一些研究积累赘述文中,希望有利于材料的进一步研究。

关键词: 固体氧化物材料     直流极化     交流阻抗     SOFC    

厌氧产能生物技术用于城市污水处理的研究进展

李文卫, 俞汉青

《工程(英文)》 2016年 第2卷 第4期   页码 438-446 doi: 10.1016/J.ENG.2016.04.017

摘要: 其中,厌氧生物处理作为一种能将污水中的有机物转化为能源并且保留其中的营养物质不被破坏的技术,重新引起了人们的兴趣。但是,这类技术的实际应用目前仍面临着技术和经济方面的诸多挑战。本文综述了当前废水厌氧生物处理技术的最新进展状况,重点介绍了侧流强化污泥厌氧消化、厌氧膜生物反应器(AnMBR)和微生物电化系统,展望了这些技术走向应用所面对的机遇和挑战。

关键词: 厌氧     产能     膜生物反应器     微生物电化系统     城市污水处理    

生物质发电、制氢以及低温电化研究进展综述 Review

刘伟, 刘聪敏, Parikshit Gogoi, 邓渝林

《工程(英文)》 2020年 第6卷 第12期   页码 1351-1363 doi: 10.1016/j.eng.2020.02.021

摘要:

生物质是指储存化学能和太阳能的植物或动物材料,传统上被广泛应用于产热和各种工业过程。生物质中含有大量的氢元素,是制氢的极好原材料。虽然生物质发电厂和生物质转化厂已经商业化,但如何开发更有效、更经济的技术来进一步提高生物质转化效率和减少这些电厂对环境的影响,仍然是一项艰巨的挑战。利用生物质液体燃料电池技术将生物质直接转化为电能和在低温下通过电解将生物质转化为氢气的技术是近年来人们关注的两个新兴的研究领域。本文首先简要介绍了生物质转化为电能和氢能的传统技术,然后详细介绍了生物质液体燃料电池(FBFC)和生物质电解制氢(BEHP)的最新研究进展,并讨论了这两个领域进一步发展将面临的挑战。

关键词: 生物质     液流电池     燃料电池     制氢     电解    

微生物电合成中链脂肪酸 Article

褚娜, 郝雯, 吴清莲, 梁勤军, 蒋永, 梁鹏, 任智勇, 曾建雄

《工程(英文)》 2022年 第16卷 第9期   页码 141-153 doi: 10.1016/j.eng.2021.03.025

摘要:

微生物电合成(MES)使用微生物催化剂和电化手段促进CO2生物转化,也应用于有机废物生物炼制。再次,分析了电化手段促进有机废物生物炼制产MCFA的潜力。最后,从多级反应、底物供应、产物提取、微生物代谢路径等角度展望了未来发展方向。

关键词: 电发酵     微生物电化     产乙酸菌     碳链延长     电活性微生物    

国际电化学会第70届年会(70th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry)

会议日期: 2019年08月04日

会议地点: 南非/德班

主办单位: 国际电化学学会(ISE)

钠离子电池工程化——机遇与挑战 Review

赵丽娜, 张腾, 李巍, 李涛, 张隆, 张晓光, 汪志义

《工程(英文)》 2023年 第24卷 第5期   页码 172-183 doi: 10.1016/j.eng.2021.08.032

摘要: 以二次电池为代表的电能存储(EES)技术,可实现绿色新能源安全且经济有效的存储和转化,被视为可平抑可再生能源间歇性并实现稳定并网输入的最佳解决方案。钠离子电池(SIB),受益于钠资源的丰富
性及低成本,是下一代大规模电化存储系统最具应用前景的选择之一。本文以基于钠离子电池技术所取得的商业化成就为文章亮点,重点介绍了五家钠离子电池企业和相应的钠离子电池产品,以及各自的钠离子电池化学与技术。最后,讨论了下一代钠离子电池商业化的前景与挑战。

关键词: 电化储能     钠离子电池     商业化     下一代    

标题 作者 时间 类型 操作

电化氢-水转化系统中电解水和氢燃料电池催化剂的设计

彭立山, 魏子栋

期刊论文

电化微反应技术的工程研究进展——一种新型有机化合物电合成方法

郑思源, 闫俊妤, 王凯

期刊论文

电化储能技术发展研究

潘新慧,陈人杰,吴锋

期刊论文

迈向碳中和的绿电化工业

唐城, 张强

期刊论文

流体电化靶向诱生硫酸根自由基降解水中微污染物

郑文天, 尤世界, 姚远, 任南琪, 丁彬, 李方, 刘艳彪

期刊论文

木质素电化生物炼制制备化学品和生物油提质

胡锐, 赵玉莹, 唐晨, 石岩, 罗刚, 范佳珺, James H. Clark, 张士成

期刊论文

二氧化碳捕集、利用与封存技术

林青阳, 张霄, 王涛, 郑成航, 高翔

期刊论文

中国化学会第二十次全国电化大会

2019年10月25日

会议信息

SOFC关键材料电化表征方法

樊丽权,赵二庆,高克卿,熊岳平

期刊论文

厌氧产能生物技术用于城市污水处理的研究进展

李文卫, 俞汉青

期刊论文

生物质发电、制氢以及低温电化研究进展综述

刘伟, 刘聪敏, Parikshit Gogoi, 邓渝林

期刊论文

微生物电合成中链脂肪酸

褚娜, 郝雯, 吴清莲, 梁勤军, 蒋永, 梁鹏, 任智勇, 曾建雄

期刊论文

国际电化学会第70届年会(70th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry)

2019年08月04日

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钠离子电池工程化——机遇与挑战

赵丽娜, 张腾, 李巍, 李涛, 张隆, 张晓光, 汪志义

期刊论文

Willian Tarp:电化汽提法回收废水中的氮素(2019年5月25日)

2021年04月22日

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