2021年, 第9卷, 第3期　
刊出日期：2021-06-30

  

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  空气中制备NiO_x基钙钛矿太阳能电池和光电探测器

  张凯, 王健, 杨世和

  新能源进展. 2021, 9(3): 177-185. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2021.03.001

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  钙钛矿材料可通过溶液法制备,但也易受溶剂氛围影响,导致膜的质量和可重复性降低。开发空气中高质量钙钛矿膜的制备工艺,可以大幅降低成本和提升钙钛矿材料的应用价值。深入研究空气中水汽对中间相和成膜过程的影响,有助于指导空气中的制备工艺参数。有水存在时,PbI₂-DMSO中间相上的DMSO更容易脱去,导致由配位更多DMSO的中间相向配位更少DMSO的中间相转变;同时,有水存在时更容易生成大尺寸的MA₂Pb₃I₈?2DMSO中间相,不利于形成致密的钙钛矿膜。本文主要简述在空气中分别采用“预成核”法和“气-液-固”法制备高质量钙钛矿薄膜,用于钙钛矿太阳能电池和窄带光电探测器。
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  锑基硫属化合物半导体及太阳电池

  刘聪, 郑建楂, 沈凯, 麦耀华

  新能源进展. 2021, 9(3): 186-197. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2021.03.002

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  锑基硫属化合物是一类性质稳定、环境友好、元素含量丰富、带隙连续可调、光电性质优异的半导体材料,包括硒化锑（Sb₂Se₃）、硫化锑（Sb₂S₃）以及硒硫化锑[Sb₂(S,Se)₃]等。其中,Sb₂(S,Se)₃的带隙和太阳光谱的匹配度较高,比较适合作为太阳电池的光吸收层材料。以Sb₂(S,Se)₃为光吸收层的太阳电池取得了10% 的认证能量转换效率,显示了锑基硫属化合物太阳电池的巨大潜力。本文详细阐述了锑基硫属化合物的材料及光电特性、薄膜制备工艺及缺陷特性。结合近年来锑基硫属化合物太阳电池的研究进展,提出进一步提高锑基硫属化合物太阳电池性能的方向和策略。
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  聚合度对生物质多糖醇解影响研究

  刘元, 吴石亮, 包嘉靖, 张会岩, 肖睿

  新能源进展. 2021, 9(3): 198-203. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2021.03.003

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  通过生物质醇解制备液体燃料与化学品获得广泛关注,但该方法存在产物复杂、选择性低、反应机理不清等问题。本文主要研究具有不同聚合度的糖类在乙醇溶剂中的反应特性。结果表明：随着温度的升高,葡萄糖、蔗糖、纤维二糖的转化率提高,转化率大小均为葡萄糖 > 蔗糖 > 纤维二糖 > 纤维素;在160 ~ 200℃,葡萄糖主要生成5-羟甲基糠醛,纤维二糖主要产物由左旋葡萄糖变为5-羟甲基糠醛,而蔗糖主要产物由乙基-α-ᴅ-吡喃葡萄糖苷变为5-羟甲基糠醛。
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  沥滤对玉米残余物结构和反应性能影响

  何清, 郭庆华, 丁路, 龚岩, 于广锁

  新能源进展. 2021, 9(3): 204-210. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2021.03.004

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  为研究沥滤预处理对玉米残余物（玉米秸秆和玉米芯）结构、反应性能和动力学的影响,通过热重分析仪考察了生物质的反应特性,包括热解反应和气化反应,并对生物质的理化结构进行分析,包括晶格度、主要官能团和碳晶结构。结果表明,在N₂和CO₂气氛中,生物质热解反应特性类似,主要由其组成和反应温度决定。沥滤可除去生物质中的部分无机物和有机物,比如半纤维、果胶等。沥滤生物质热解的稳定性增强,而生物质焦的气化活性降低。最后,分段分析了CO₂气氛中生物质的热解和气化活化能的变化。
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  低共熔溶剂在生物转化中的应用

  王艳玲, 陈小燕, 余强, 张庆华, 王忠铭, 袁振宏

  新能源进展. 2021, 9(3): 211-217. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2021.03.005

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  低共熔溶剂（DES）已被证明是传统有机溶剂以及离子液体的良好替代溶剂,具有低熔点、低挥发性、合成简单、易回收、成本低等特点。本文介绍了DES的生物毒性和生物降解性,综述了DES在生物催化和微生物转化方面的研究进展,简单讨论了DES在酶促反应中的作用机理,为新型DES的设计提供参考,并对DES在生物转化方面的工作做出了展望。
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  有机负荷对杂交狼尾草和牛粪混合发酵系统内微生物群落的影响

  吴佩雯, 何林松, 孙永明, 李连华

  新能源进展. 2021, 9(3): 218-225. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2021.03.006

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  选取杂交狼尾草和牛粪为原料,研究有机负荷和原料配比对混合原料发酵系统内微生物群落组成的影响。研究结果表明,属水平上系统内优势细菌有梭菌属（Clostridum）、普雷沃菌属（Prevotella）、互养棍状菌属（Syntrophorhabdus）、假单胞菌属（Pseudomonas）和噬蛋白质菌属（Proteiniphilum）等;优势产甲烷古菌有甲烷丝菌属（Methanothrix）和甲烷蝇菌属（Methanolinea）等。当系统有机负荷低于4.5 g VS/(L∙d) （GC31）或5.0 g VS/(L∙d)（GC11）时,贡献系统内丙酸和丁酸累积的梭菌属等细菌菌属平均相对丰度为0.53%,而参与丙酸/丁酸转化细菌菌属的平均相对丰度为1.27%,有助于丙酸和丁酸转化;同时,假单胞菌属和噬蛋白质菌属等贡献系统氨氮积累的菌属丰度较低,此时甲烷丝菌属是优势产甲烷菌属,乙酸型产甲烷途径是主要的转化途径。随着有机负荷升至5.0 g VS/(L∙d) 或5.5 g VS/(L∙d) 时,贡献丙酸和丁酸累积的细菌菌属的相对丰度升高了240%,而参与丙酸/丁酸转化细菌菌属丰度降低了90%,导致系统内丙酸和丁酸浓度增加;此时与系统中氨氮浓度升高有关的假单胞菌属和噬蛋白质菌属丰度增加了210%;同时乙酸营养型产甲烷菌属丰度降低,与系统中乙酸浓度增加有关。由此可见,原料配比和有机负荷可影响系统内微生物群落组成结构,进而影响系统产气性能。
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  南海北部神狐海域天然气水合物气源混合类型及定量表征

  孙涛, 李清平, 丁蓉, 李丽霞, 樊奇, 林青

  新能源进展. 2021, 9(3): 226-231. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2021.03.007

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  我国南海具有丰富的天然气水合物资源,水合物远景资源量约650亿t油当量。“天然气水合物含油气系统”研究是一项十分重要的基础性工作,其中气源是天然气水合物含油气系统最基础的要素之一。已有的研究表明南海北部天然气水合物的气源主要为生物气、混源气（生物气和热成因气）,但是混合类型、混合比例尚不明确。本文在气源岩分析基础上,以该南海北部典型生物气和热成因气为端元气,明确了气体混合类型为异源岩混合,并定量计算混合气中端元气的比例,结果显示热成因气贡献比例最高可达68%。研究结果可以为水合物资源量计算提供参考。
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  含水合物沉积物的渗透率实验研究

  曾家明, 李栋梁, 梁德青, 卢静生, 关进安

  新能源进展. 2021, 9(3): 232-238. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2021.03.008

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  天然气水合物储层的渗透率是影响水合物开采时气、水运移的关键,也是水合物开采潜力评价、资源评价、开采工艺选择等需要了解的关键参数。目前,国内外学者对天然气水合物储层的渗透率进行了一定的研究并有了初步认识。但是,对于围压、轴向压力、水合物饱和度、赋存模式等对水合物沉积物渗透率的影响机制和机理还不清楚。本文在自主设计的水合物储层三轴渗透率测试平台上,实验研究了粒径、围压、轴向压力、水合物饱和度等对沉积物渗透率的影响。结果表明,采用不同围压测得的水合物沉积物渗透率存在较大差异：多孔介质粒径的减小会降低沉积物渗透率;甲烷水合物沉积物渗透率随着饱和度升高呈指数型下降;轴向压力的升高会降低甲烷水合物沉积物渗透率,沉积物水合物饱和度越高,轴向压力对沉积物渗透率的影响越小;轴压加载条件下甲烷水合物沉积物相对渗透率随饱和度变化与Masuda沉积物渗透下降模型拟合良好。
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  基于虚拟阻抗的并联VSG改进控制研究

  朱军, 张哲, 杜少通, 郭向伟, 刘鹏辉, 曲玉博, 邓寅曦

  新能源进展. 2021, 9(3): 239-247. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2021.03.009

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  低压微电网在孤岛并联运行时,往往存在功率耦合以及线路阻抗差异等问题,传统的虚拟同步发电机控制很难实现无功功率的精确分配且环流抑制能力较差。为了解决上述问题,本文首先设计了虚拟阻抗使系统等效输出阻抗呈感性,实现了有功和无功的解耦。其次,提出一种改进无功-电压环控制策略,在无功-电压环中引入公共耦合点电压反馈和积分环节,减小公共耦合点电压波动并提高了无功分配精度。考虑到引入虚拟阻抗虽能有效抑制环流,却造成输出电压幅值降落的问题,通过在无功电压环中增加虚拟阻抗压降补偿项,以抬高无功-电压环输出电压幅值,抵消引入阻抗所产生的电压降落。仿真实验结果验证了所提出控制策略的有效性和可行性。
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  高能量密度锂离子电芯设计开发策略

  殷志刚, 王静, 曹敏花

  新能源进展. 2021, 9(3): 248-257. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2021.03.010

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  提高单体电芯能量密度是锂离子电池重要的发展方向。提高锂离子电芯能量密度的主要途径包括开发高比容量和高放电电压平台正极材料、高比容量负极材料、高适用性电解液、选择合适的电芯类型、开发具有高黏结性的黏结剂及优良的导电剂等。另外也可通过适当地改善正负极配方来提高活性材料的有效占比以达到提高电芯能量密度的目的。本文概括总结了高能量密度锂离子电芯正负极材料的研究方向,电解液的研究思路,以及导电剂、黏结剂、结构和工艺路线的选择。
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  新能源技术在华南地区应急科技装备中的应用潜力分析

  宋文吉, 韩颖, 冯自平, 孙永明

  新能源进展. 2021, 9(3): 258-264. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2021.03.011

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  应急救援的能源保障与当地环境和应用场景密切相关,新能源技术的就地取材、高效转化和原位供能等特点将为应急科技装备和相关人员的能源保障提供新的选择。本文以典型应用场景为技术案例,结合华南地区的新能源资源条件和应急救援场景的能源需求,分别对近岸岛屿、南海海洋、偏远山区和无人飞行器等场景进行分析,探讨新能源技术在应急保障领域的解决方案和应用潜力,以期为新能源应急科技装备的发展提供借鉴。