2026年, 第14卷, 第1期　
刊出日期：2026-02-28

  

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  基于Aspen Plus的污泥热解耦合化学链燃烧系统模拟研究

  钟发根, 吴天灏, 黄振, 林延, 陈新飞, 魏晓宇

  新能源进展. 2026, 14(1): 1-9. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2026.01.001

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  化学链燃烧（CLC）技术高效CO₂捕集以及载氧体对污染物元素的脱除作用可实现污泥热解气的高效清洁利用。提出一种热解耦合化学链燃烧的污泥处理技术，利用Aspen Plus软件对技术过程的能流与元素流模拟进行分析与优化并讨论了不同条件对系统能效的影响。结果表明，化学链燃烧循环后的热量回收利用可以实现系统内部热量的自平衡。适当提高污泥干燥程度、热解温度、化学链燃烧温度以及载氧体氧过量系数可以提高系统能效，但化学链燃烧温度过高（> 1 300 ℃）会导致能效降低。当热解温度为600 ℃、污泥干燥后水分为0%、CLC温度为1 300 ℃、载氧体氧过量系数为1.1时，系统能效达到最高（32.74%）。通过模拟得到了污泥的最佳工作条件，为污泥的高效清洁资源化利用提供了科学依据并对后续研究奠定了基础。
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  产甲烷菌系对玉米秸秆厌氧半干/干消化性能的影响

  梁心怡, 李嘉琛, 陈乐, 李颖, 孙永明

  新能源进展. 2026, 14(1): 10-16. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2026.01.002

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  厌氧半干/干消化存在底物浓度高、消化启动慢、甲烷产率低的问题，定向添加产甲烷微生物菌群进行生物强化是解决该问题的有效方法。为探究强化菌剂对秸秆厌氧消化性能的影响，以实验室前期驯化获得的丙酸产甲烷菌系作为生物强化菌剂，玉米对秸秆厌氧半干/干消化进行生物强化，比较产气性能以及秸秆降解情况，并结合产甲烷动力学分析评估生物强化效果，从而确定最优菌剂添加量。研究结果表明：不同剂量的生物强化菌剂均可促进厌氧消化产气，当总固体含量为15%时，累积甲烷产率提高了1 ~ 7倍，且累积甲烷产率与菌剂添加量呈正相关。甲烷产率在强化菌剂添加量为7.5%时最大，达到199.77 mL/g（以挥发性固体含量计算），比对照组提高了5.41倍。提高总固体含量至20%后，生物强化菌剂可继续提高甲烷产率，对比对照组，添加生物强化菌剂可以加速厌氧消化启动。用修正Gompertz方程模拟产甲烷潜力动力学分析表明，添加不同剂量的产甲烷菌剂能有效缩短启动延滞期，并提高甲烷产率。但高剂量生物强化菌剂的引入可能会降低生物强化效率，考虑生物强化经济性，用于玉米秸秆的生物甲烷转化的最佳生物强化菌剂添加量为6%（0.36 g/L）。综上，在固体含量较高的消化体系内，定向添加生物强化菌剂有助于加速反应器启动，提升厌氧消化性能。
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  质子交换膜电解池叶脉仿生流场强化排氧的数值研究与优化

  杨明丰, 黄波, 周天俊, 徐屾

  新能源进展. 2026, 14(1): 17-25. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2026.01.003

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  质子交换膜电解池（PEMEC）在清洁制氢领域具有关键作用，但其效率常受限于传统流场设计缺陷。基于天然叶脉结构仿生学原理，提出新型仿生流场结构以强化氧气排出效能。通过耦合计算流体力学模拟与田口方法，系统研究了分流道宽度、倾斜角度及分支数量等关键参数对氧气输出量、压降和气体体积分数的影响规律。在九种构型对比分析中，最优参数组合为流道宽度1.0 mm、倾斜角20°且无分支结构，该配置实现了氧气排出效率提升36.7%、压降降低42.3%、气体体积分数最小化至0.15。研究结果为PEMEC流场优化设计提供了理论依据，对发展高效可持续制氢技术具有重要工程指导价值。
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  典型退役新能源器件循环利用技术绿色绩效评价研究

  孙思涵, 张书豪, 黄儒霞, 顾菁, 袁浩然

  新能源进展. 2026, 14(1): 26-35. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2026.01.004

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  基于生命周期评价与费用效益评价开发了一种退役新能源器件循环利用技术绿色绩效评价方法，选取废石墨负极提纯技术作为研究对象，通过建立经济系统与环境系统间的联系分析技术的绿色绩效。结果表明，在废石墨负极提纯技术的全生命周期中，环境影响货币值为733万元，费用效益分析净现值为1630万元，15年的绿色绩效值为55.02%，能够为企业带来较高的绿色绩效效率。研究结果为退役新能源器件循环利用领域的相关研究和实践提供了一种可靠的工具和方法。
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  液化空气储能耦合电解水制氢合成氨系统容量配置方案

  张倍源, 于博旭, 廖志荣, 巨 星

  新能源进展. 2026, 14(1): 36-42. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2026.01.005

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  液化空气储能作为一种新型的储能技术，在综合能源系统中能够起到“削峰填谷”的作用，减少可再生能源发电的弃风弃光现象，同时为电解水制氢提供低成本、稳定的电能，应对可再生能源发电的波动性。液化空气储能技术能够配合电解水制出的绿氢进一步合成氨，减少对化工原料的使用和依赖。构建一种液化空气储能耦合电解水制氢合成氨（LAES-WEH-SA）系统，并通过Yalmip-Gurobi工具箱优化计算并结合对比分析，得出了最优容量配置方案。研究结果表明，当光伏装机容量为180 MW，风电装机容量为400 MW，液化空气储能装机容量为600 MW，电解槽装机容量为150 MW时，系统效益最佳，该耦合系统的配置与调度方案不仅能够很好地满足用户负荷需求，减少弃风弃光，还具有良好经济性和节能效益。系统年度净收入约为3 277万元，合成氨年产量约为49 202 t，减少弃电率约为6.1%。
  
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  二维Sb负极合成及其储钾性能

  石丽雯, 王炳春, 洪浩群, 周逸儒, 李运勇

  新能源进展. 2026, 14(1): 43-50. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2026.01.006

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  锑（Sb）作为一种潜在的钾离子电池负极材料，具有较高的理论比容量和丰富的储备。然而，在钾化和去钾化过程中，Sb会形成非晶相并伴随显著的体积变化，限制了其在稳定、高效储钾应用中的表现。通过一步取代反应成功制备了纳米片状的二维Sb（2D Sb）。电化学性能测试表明，与商业块体Sb（Bulk Sb）相比，2D Sb表现出更优异的储钾性能。在0.2 A/g电流密度下，2D Sb电极表现出680.4 mA·h/g的高比容量，且经过200次循环后，容量保持率达到74.7%。即使在2 A/g的高倍率下，2D Sb仍能提供345.6 mA·h/g的比容量。研究结果表明，二维结构设计显著提升了Sb负极的储钾性能，同时为解决Sb基合金型负极材料在循环过程中的体积膨胀问题提供了参考。
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  甲烷热解沉积包覆硬碳用于钠离子电池负极性能研究

  张海涵, 林斯源, 车玲娟, 孙 伟, 唐 伟

  新能源进展. 2026, 14(1): 51-59. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2026.01.007

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  针对硬碳负极固有缺陷导致首次库仑效率低及本征电子电导性能差的问题，采用化学气相沉积（CVD）法热解甲烷实现硬碳表面原位生长碳管包覆层。通过调控甲烷热解量，实现了材料内部结构中类石墨相与无序微晶比例的有效调节，构建了快速电子电导网络与活性储钠位点的交织结构。电化学性能测试结果表明，该结构优势确保了Na⁺ 持续、快速且稳定的转移，10-CH₄-HC负极的首次库仑效率提高至68%；0.1 ~ 4 C的倍率性能测试容量保持率高达80%，在1.2 A/g的电流密度下经过500次循环后，容量保持率达到95.2%，表现出优异的电化学稳定性。该结构设计思路为高性能钠离子电池负极的开发提供了参考。
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  U型井干热岩超临界发电系统参数优化

  李华山, 孙 斌, 祁子航, 龚宇烈, 田小明

  新能源进展. 2026, 14(1): 60-69. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2026.01.008

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  U型井地热系统与超临界发电技术结合是开发干热岩地热资源的重要途径，对影响U型井干热岩超临界发电系统性能的设计参数进行探索和优化是当前的重点关注问题。基于田口法建立L₂₇（3⁵）正交表，通过信噪比分析和方差分析，探究了不同参数对系统效率（η_sys）和平准化度电成本（φ_LCOE）的影响规律。此外，结合灰色关联分析理论，将两个评价指标转化为单目标优化问题，并求解得到最优参数组合。结果显示，系统效率和平准化度电成本在很大程度上受到垂直井深度的影响，实现最优η_sys的参数组合为A₁B₃C₃D₃E₁，所得系统效率为16.629%，而实现最优φ_LCOE的参数组合为A₃B₃C₁D₂E₃，所得平准化度电成本为1.693元/(kW·h)。灰色关联分析得到的最优参数组合为A₂B₃C₁D₃E₁，相应的η_sys和φ_LCOE分别为14.22%、1.741元/(kW·h)。
  
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  基于数值模拟的半开式叶片垂直轴风力机气动性能

  宋 磊, 王 记, 杨宗霄, 苏建新

  新能源进展. 2026, 14(1): 70-78. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2026.01.009

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  传统H型风力机的风能利用率高，输出性能较优，但在低风速工况下难以启动，导致其自启动性能较差。为改善其综合气动性能，针对一种半开式叶片垂直轴风力机开展研究。通过对标准翼型叶片结构进行变异，获得半开式叶片风力机的结构及参数，基于CFD数值模拟研究其静态性能与动态性能，并与标准翼型风力机进行对比。结果表明：半开式叶片风力机的平均静扭矩系数高于标准翼型风力机，启动性能更好；其最大功率系数为0.345，具有良好的输出性能。研究表明半开式叶片风力机在低风速启动与风能高效输出方面具有良好的综合性能。
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  风电机组塔架涡激振动与抑制方法

  汪亚洲, 张 艳, 徐志良, 任 磊, 李佳琦, 许波峰

  新能源进展. 2026, 14(1): 79-87. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2026.01.010

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  风电机组塔架涡激振动问题会造成塔架的疲劳损伤，甚至导致机组的倒塌。以某5.0 MW风电机组为例，采用模态谱法对单塔架、塔架与机舱、整机（塔架、机舱、叶轮）三种工况下的涡激振动进行仿真分析，研究结构阻尼比及湍流强度对涡激振动的影响。结果表明：结构阻尼比为0.002 5时，单塔架工况下发生一阶涡激振动的起振风速较小，为4 m/s，风速为14 m/s时最大振幅达到了4.7 m，而塔架与机舱工况和整机工况的一阶、二阶最大振幅均小于0.2 m。在此基础上，提出一种整机工况下涡激振动抑制方法，使叶片攻角总体提升，可有效改善气动负阻尼现象，叶片载荷降低超过40%，机舱前后振动加速度最大值减小到75.7%，振动抑制效果显著。
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  热化学催化5-羟甲基糠醛连续氧化制备2,5-呋喃二甲酸的研究进展

  王 超, 吴慨凡, 王忠铭, 庄新姝, 刘小春, 冯 颖, 李连华, 苗长林, 罗 文

  新能源进展. 2026, 14(1): 88-98. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2026.01.011

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  2,5-呋喃二甲酸（FDCA）可广泛应用于聚酯、增塑剂、医药、香料、农药等多个领域，也可用于生产可降解塑料、半芳香尼龙、不饱和树脂等短期可作为石油基高分子的改性剂，市场潜力巨大。5-羟甲基糠醛（HMF）是一种来源于生物质的可再生资源，可用于生产FDCA。简要概述了热化学催化氧化HMF的反应路径，系统总结了HMF催化反应体系的研究进展，分析提升催化剂活性的方法和当前面临的挑战，最后对催化剂的改性方向进行展望。可为HMF连续氧化制备FDCA的研究提供理论指导和参考意义，以促进生物质衍生物的应用。
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  微生物电解池降解有机质产氢特性

  郜璐, 郭颖, 莫斌麟, 庄新姝, 王宗勇, 孔晓英

  新能源进展. 2026, 14(1): 99-105. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2026.01.012

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  针对厌氧发酵制氢技术受微生物自身代谢限制，无法扩大生物制氢规模的事实，考察不同酸碱环境下微生物电解池（MEC）快速降解有机质产氢特性。结果表明，在酸性环境下，MEC不产氢，同时有机质降解率低；在碱性环境下，MEC产氢效果好，有机质降解率高。在pH为8.5的碱性条件下，MEC系统的产氢性能及化学需氧量（COD）去除效果最佳，最大电流密度达到3.96 A/m³，氢气浓度为89.10%，产氢率达2.59 mL/g，模拟废水COD和乙酸钠72 h降解率分别为97%和100%，能源转化效率为88.90%。微生物群落解析结果表明，在pH为8.5条件下主要优势菌群为具有产电活性的假单胞菌门（Pseudomonadota）和降解有机质的拟杆菌门（Bacteroidota）。
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  退役晶硅光伏组件高效资源化回收研究进展

  李诚, 李文涛, 刘瑜, 董菲菲, 李东侠, 惠星

  新能源进展. 2026, 14(1): 106-112. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2026.01.013

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  随着全球光伏组件大规模退役潮的临近，高效资源化回收成为实现光伏产业可持续发展的关键挑战。系统综述了退役晶体硅光伏组件的回收技术进展，重点分析了物理机械法、化学溶剂法和热解法在材料分离效率、能耗及污染控制等方面的优势与局限。研究表明，物理机械法虽流程简单但易引发材料交叉污染；化学溶剂法因强腐蚀性试剂和有机废液处理面临环保压力；热解法虽能实现高纯度材料回收，却存在能耗高、氟化氢等污染气体排放问题。此外，封装材料EVA胶膜的剥离技术仍是回收工艺的核心瓶颈。未来需通过多技术协同优化（如低温热解、生物基溶剂替代、智能分选装备）降低能耗与污染，提升硅、银等高值材料的回收率。政策引导与标准化流程的建立将推动光伏组件“绿色装机−高效回收−资源回用”闭环体系的构建，释放千亿级循环经济潜力，为全球碳中和目标提供关键支撑。
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  城市供水管道冰浆清管技术研究进展

  陈永珍, 秦 坤, 宋文吉, 冯自平, 易 娟, 颜 欣, 肖 睿

  新能源进展. 2026, 14(1): 113-120. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2026.01.014

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  近几年发展起来的冰浆清管技术应用在城市供水管道中，具有节约用水、降低耗时、无污染、免开挖等优势。首先介绍了管道清洗的必要性，现有管道清洗技术的特点。重点介绍了冰浆管道清洗技术及应用进展，包括冰浆制备技术、冰浆存储技术以及冰浆泵送技术，并对冰浆清管技术应用进展进行调研分析。结果表明，过冷水法和刮削法是清管领域最可能应用的冰浆制备技术；冰浆存储熟化会导致冰晶颗粒变大，影响压降和传热特性等参数，需要为冰浆存储设施设计搅拌装置，以保证冰浆的均匀性及流动性；为了实现良好的清管效果，需要调控泵送条件参数，以获得全管程有效的清管柱塞。案例分析表明，城市供水管道清洗出来的沉积物主要为泥浆和铁锈。含冰率、用冰量、推动水流速度及水温等因素对冰浆清管效果有重要影响，其中，冰浆注入体积占管道容积的10% ~ 30%，且冰体积分数为60% ~ 70%是最佳注入策略。研究成果将为冰浆清管装备系统开发、清管性能优化以及清管效果评价等提供参考。
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  螺旋椭圆扭曲管冲蚀磨损数值模拟分析

  尹双智, 叶 周, 朱冬生

  新能源进展. 2026, 14(1): 121-126. https://doi.org/10.3969/j.issn.2095-560X.2026.01.015

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  为了探究烟灰颗粒对螺旋椭圆扭曲管冲蚀磨损的影响，减少换热器受损和爆管风险，以某锅炉厂5 MW热态试验台换热器管束为研究对象，对其在运行过程中受到烟灰颗粒冲蚀磨损情况进行数值模拟。采用SST k-ω模型和计算流体动力学−离散相模型（CFD-DPM）对烟灰颗粒运动进行模拟研究，分析了烟气流速、烟灰粒径、烟灰质量流量对扭曲管表面磨损的影响。结果表明：冲击磨损主要发生在扭曲管入口圆直管段上，切削磨损主要发生于中部扭曲管段；扭曲管表面的平均冲蚀速率随烟气流速和烟灰颗粒质量流量的增加而增大，随烟灰颗粒粒径的增大而减小。数值模拟结果加深了对扭曲管换热器磨损规律的认识，可为锅炉受热面的冲蚀磨损研究和防护措施的开发提供参考。