ISSN 2095-560X
CN 44-1698/TK
CONDEN XJIIA8
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CONDEN XJIIA8
面对不可再生资源的枯竭和绿色可持续的需要，亟需寻找廉价高效的非贵金属基催化剂来替代贵金属基催化剂在电解水析氢反应（HER）中的应用。具有二维层状结构的Ti3C2Tx MXene类石墨材料具有优异的导电性能和高比表面积，与过渡金属磷化物负载能达到很好的分散效果与协同作用。采用溶剂热、高温磷化和硼氢化钠还原的方式，获得了磷空位的MoP/MXene（Pv-MoP/MXene）的复合材料，有效提高MoP的电子导电性和催化活性。在1.0 mol/L KOH的碱性介质下，仅需 −194.4 mV的过电位即可达到 −10 mA/cm2的电流密度，并且在连续反应36 h后仍然可以保持一定的活性。MoP/MXene需要 −367.7 mV的过电位才可达到 −10 mA/cm2的电流密度，证实了磷空位的引入能够显著提高析氢的催化活性。
水下压缩空气储能可解决大规模海上风电配储难题，但目前对水下输气管线的性能缺乏充分了解。为明确输气管线的性能，构建了储能释能过程的热动力学模型，分析输气管线直径、长度和粗糙度对系统性能的影响。研究结果表明：（1）在输气管线直径为0.5 m、绝对粗糙度为0.030 mm、储能深度为500 m时，定压和定容压缩空气储能的膨胀机发电量、能量回收效率和储能密度分别为304.72 MW∙h、65.73%、6.09 kW∙h/m3和146.87 MW∙h、59.45%、2.94 kW∙h/m3，定压压缩空气储能表现出了优异性能；（2）储能深度1 000 m，在输气管线直径0.5 m、0.7 m和不考虑输气管线阻力三种工况下，膨胀机发电量和能量回收效率分别为580.28 MW∙h、51.61%，758.55 MW∙h、68.34%，794.63 MW∙h、69.45%，表明输气管线直径对储能系统有重要影响；（3）储能深度500 m，当输气管线粗糙度从0.005 mm增加到0.250 mm时，膨胀机发电量从319.16 MW∙h降低到313.94 MW∙h，能量回收效率从69.23%降低到67.94%，表明粗糙度对性能影响不大。在水下定压压缩空气储能输气管线设计和选择时，应优先考虑管线的直径而非粗糙度。
在“碳达峰、碳中和”战略背景下，利用生物质为碳源制备衍生炭材料是生物质资源化、高值化、减碳化重要的利用方式之一。生物质衍生炭被誉为“黑色黄金”，在吸附净化、催化、储能领域应用前景广阔。生物质衍生炭的结构特性及应用领域与原料、制备及改性方法息息相关。基于生物质衍生炭组成与结构，系统梳理介绍了热解碳化法、水热碳化法、活化碳化法、模板法等常用的制备方法。为改善原始生物质衍生炭的固有缺陷以满足其特定的应用需求，在性能提升方面，归纳了酸碱、杂原子掺杂、金属盐及其氧化物等功能化改性方法。最后介绍机器学习在预测调控生物质衍生炭中的应用，并对未来研究重点及发展前景进行展望，以期为生物质衍生炭材料的制备与应用发展提供参考。
以生物质为原料开发可生物降解材料是生物质资源利用的关键策略。糠醛作为呋喃环系最重要的衍生物，具有较高的化学活性和可调节性，可以通过多种反应制备不同类型的可降解材料。开发了一种具有磁性核壳结构的新型催化剂，将这种由铂负载到类石墨烯壳上的催化剂应用于糠醛在水环境中的催化加氢。在不同条件下，实现了根据需求选择性制备糠醇、四氢糠醇、环戊酮、环戊醇。该策略为生物质废物的高值化转化提供了有效途径，能够高效合成聚合物材料及高附加值医药化学品，展现出显著的潜在应用价值。
氨是最重要的化工原料之一，也是一种理想的储氢材料和无碳燃料，其工业生产主要依赖于化石能源驱动的Haber-Bosch工艺。鉴于“双碳”目标的实施，发展可再生能源驱动的新型低碳合成氨工艺十分必要。机械化学合成氨是近几年开始兴起的温和条件下的合成氨技术，具有较大的发展潜力。对已报道的机械化学合成氨工艺进行介绍，通过比较工艺的可行性预测了可能的工艺路线，并对未来的发展方向做出展望，可为了解机械化学合成氨的发展现状和进一步的研究提供参考。
寻找环保高效的水合物抑制剂对于防止油气管道中形成水合物、保障流动安全与绿色油田建设具有重要意义。氨基酸及其短肽等天然产物因具有可生物降解、对环境友好等特性逐渐受到关注。通过分子动力学模拟研究了甘氨酸及其短肽对甲烷水合物在250 K、50 MPa环境下生长的抑制作用，并与聚N-乙烯基己内酰胺（PVCap）对甲烷水合物生长的抑制作用进行了对比。模拟结果表明：甘氨酸五肽的抑制效果与PVCap接近，甘氨酸三肽次之，而甘氨酸单体的抑制作用相对较弱。此外，通过均方位移、径向分布函数以及氢键等参数分析，得到了氨基酸类抑制剂的作用机理：甘氨酸及其短肽中羧基的H原子与水分子形成的氢键对水合物笼型结构具有扰动作用，羧基的双键O原子与水分子的H原子形成的氢键对水分子的结构具有破坏作用；相较于氨基酸单体，短肽的碳链能够阻止甲烷分子和水分子移动到水合物表面，从而表现出更强的水合物生长抑制作用。研究结果可为绿色水合物动力学抑制剂的设计与筛选提供理论依据与数据支持。
往复气流做功是振荡水柱技术的一种重要工作方式。基于一款六边形后弯管装置（BBDB）的波浪能发电模型，研究了往复气流条件下纯气孔阻尼、带导叶阻尼及透平发电机组阻尼多环节能量转换特性。实验结果表明，实验范围内俘获宽度比（CWR）随波周期始终呈单峰曲线，且峰值周期附近小喷嘴比条件下CWR较高，实验测得的最高CWR为109.8%。使用气孔或导叶在小喷嘴比下对CWR数值无明显影响，但大喷嘴比条件下对CWR数值有明显影响。此外，配置空气透平发电机组后CWR峰值周期向小周期方向移动，此时按喷嘴比从小到大对应的CWR峰值分别为91.9%、90.7%、73.0%，且取得峰值的周期均为1.50 s。大部分工况下电池负载整机转换效率优于电阻工况下整机转换效率。
能源桩可实现对浅层地温能的存取与利用，相比于传统的水平/钻孔式地埋管系统具有换热效率高、占地空间少、投资成本低等显著特点。从桩基载体类型、换热埋管分类、土基环境差异等方面阐述了能源桩技术的起源、国内外研究进展及其应用现状。提出基于能源桩技术的太阳能光伏组件热量利用方法，简要介绍了新系统的工作原理，展示了能源桩与光伏组件联合运行的优势，为太阳能与地热能两种清洁能源优势互补、耦合协同利用提供了参考与思路。
水平埋管地源热泵因其高效节能环保、运行稳定可靠、安装简单且成本较低，成为实现“双碳”目标的重要技术之一。水平埋管换热器作为系统的核心部件，其换热性能直接影响整个系统的能量转换效率和经济成本。综述了水平埋管换热器换热性能的影响因素，包括水平埋管换热器自身因素、地下因素、气象参数、换热系统形式及运行方式。其中换热器结构形式、土壤的导热系数、空气温度是影响水平埋管换热性能的关键因素。为提高水平埋管的应用价值，未来可考虑研发更具性价比的新型水平埋管形式、人为创造有利的换热环境。研究结果可为优化水平埋管换热器设计、提高系统能效和降低成本提供参考。
以民用燃气热水器单火排燃烧器为研究对象，采用试验研究方法探索不同当量比（φ）与掺氢比（γ）对燃烧器火焰特性的影响。基于平面激光诱导荧光获取不同当量比及掺氢比实验工况下火焰的形貌特征及火焰中OH自由基分布，并通过移动式热电偶探测不同实验工况下火焰温度场分布。研究结果表明：当量比对燃烧器火焰形貌特征、火焰OH自由基分布的影响较为显著。随着当量比的减小，火焰高度急剧缩短，当量比为1.25时火焰贴近燃烧器出火孔壁面，火焰锋面受燃烧器出火孔结构的影响呈现出细微的锯齿状；在低当量比（φ = 1.25）工况下，随着掺氢比的增加，火焰高度略微降低，火焰中OH自由基浓度有所增加。火焰温度主要受当量比的影响，当掺氢比为20%时，在火焰根部，火焰温度随着当量比的减小急剧升高；在火焰中心位置，火焰温度分布相对较为稳定，其温度分布在1 400 ± 200 ℃。研究结果可为掺氢燃气热水器配气工艺参数设计及燃烧器结构设计提供参考。
