电池产业发展的重要方向之一是提高锂离子电池快速充电能力。然而,快速充电电池经常遭受容量和功率性能衰减。快充电池开发涉及多尺度问题,因此要从原子层面到电池水平进行充分考虑。从现有的文献资料出发,概括总结了开发具有快充性能电池的一些关键要素。这些要素包括提高正极材料锂离子迁移速度、加快锂离子嵌入负极材料的速度、提高电解液离子导电性、选择快充型隔膜、提高电极离子和电子导电性以及充电策略的选择。

氢能是我国2060年“碳中和”的关键支撑,氢气制备又是氢能产业链“制、储、输、用”四大环节中的首要环节,绿色高效地制取氢气是氢能发展的基础。阴离子交换膜电解水（AEMWE）作为新兴的“绿氢”技术,充分结合了碱性水电解技术与质子交换膜电解技术的优势,有望成为最具发展潜力的可再生能源制氢技术。对AEMWE的原理与研究现状做了简要分析,详细论述阴离子交换膜（AEM）水电解槽关键部件的研究进展与发展方向,包括阴离子交换膜、阳极、阴极催化剂、双功能催化剂、离聚物、膜电极、多孔传输层、双极板及电解液。最后结合研究现状,展望了AEMWE制氢技术的研究方向。

利用相变储能材料（PCMs）潜热的热能存储（TES）是一种有效的热量利用方式。目前研究较多的储能材料包括无机体系（盐和水合盐）及有机化合物（石蜡、脂肪酸等）。本文对PCMs进行了归类并介绍了各类PCMs的基本特征;针对单纯的PCMs易泄漏的特点,介绍了多孔材料吸附PCMs形成复合PCMs及微胶囊封装技术;概括了PCMs在温度调控、热量储存等方面的应用;对目前PCMs的发展情况进行了总结,并对其未来的发展趋势进行了展望。

本文对有用能——火用的概念和起源做了简单介绍，并分别概述了化学火用和累积火用的基本理论以及在应用上的意义。指出了当前火用分析存在的问题，进而提出了“投入产出火用函数”，并以此对可再生能源、不可再生能源以及循环能源的转换利用进行了火用分析，得出了只有不断加大可再生能源在能源结构中的比例和提高转换过程的火用效率，才能减缓地球火用衰减的结论。

近年来,将固体废弃物转化为各种燃料的能源化利用引起研究人员的广泛关注。有机固体废弃物热解技术可以从有机固体废弃物中生产不同组分的燃料和其他增值产品,有很大潜力被用作能源使用。然而,有机固体废弃物因来源广泛、组成差异等,采用不同热解工艺技术和不同反应条件时,其有效组分具有巨大差异。为考察热解温度对热解气态产物组成的影响,对不同有机固体废弃物的热解气态产物组成的研究现状进行了综述,并对热解气的有效利用方法进行了分析,为后续热解气的能源化利用提供参考。

储能电池在新能源并网、新能源汽车等产业领域发挥着重要作用，为了对电池进行有效地控制与管理，需要配备必要的电池管理系统，电池荷电状态（SOC）是其中最为重要的一环。磷酸铁锂（LiFePO4，LFP）电池SOC与多个影响因素密切相关，呈强非线性，本文重点归纳温度对磷酸铁锂电池SOC的影响。首先将工作温度对开路电压、实际容量、充放电效率、自放电率及电池老化等电池特性的影响进行归纳总结，随后通过对工作温度的影响规律进行分析、总结和归纳，基于经典“开路电压 + 安时积分”法将温度参数直接或间接引入到SOC的实时估算模型中，得到考虑温度参数的新模型，进而提高电池SOC的估算精度。

金属双极板因具有强度高、导电性和传热能力好、能量损失小、密封性好等优势,且加工方便、加工成本低、可制造超薄厚度及高体积比功率等特性,逐渐成为双极板材料的首选,而流道结构设计和制造工艺是影响金属双极板成形质量和工作性能的关键。对比了金属双极板常用传统流道结构与新型流道结构,分析了结构变化对燃料电池性能的影响;梳理了金属双极板的冲压成形、液压成形、软膜成形、辊轧成形、电磁成形、特种成形等塑性成形工艺技术及成形装备;最后对金属双极板的流道结构设计与制造工艺进行了展望。

石墨负极材料因具有比容量高、价格低廉以及环境友好等特性在锂电池领域得到广泛的应用。但材料在循环过程中也显露出缺陷,如在循环过程中体积不断变化导致微裂纹、石墨化度降低、接触损失、SEI膜变化、金属锂析出、不均匀性等缺点导致其在锂电池的循环中容量衰减。本文对负极材料循环过程中容量衰减有关机理进行总结,并提出各种衰减机理的简要解决方法。

压缩空气储能系统可以有效减少因风能和太阳能随机性造成的弃风弃光现象,但其动态响应时间长,且存储规模配置不合理会影响其发展。为此首先提出液流电池与压缩空气储能组成混合储能系统解决并网型风光互补发电系统输出波动不稳定的问题;其次基于典型小时负荷、风力机发电功率和光伏发电功率,针对不同场景,以系统最大收益为目标函数,利用猫群算法优化压缩空气储能系统的容量配置;最后分析压缩空气储能系统的额定容量与额定功率对系统最大收益的影响,验证算法可靠性。结果表明,基于风力机与光伏系统的装机功率分别为20 MW和3.42 MW的场景,压缩空气储能系统容量配置为4 MW和46.5 MW∙h时,其经济性最佳,每周可节约购电成本183 688.24元,周最大收益为30 543.86元。

有机朗肯循环是一种被认为能有效利用低温热能的技术。科研工作者在不同方面（包括工质、膨胀机、换热器的影响、系统的优化）对有机朗肯循环系统效率的影响进行了大量的研究。本文针对不同热源的工质筛选、膨胀机的特点、系统循环优化以及换热器的影响方面进行了讨论和总结，为有机朗肯循环系统的实际应用提供参考。

可充电锂离子电池（LIB）是移动和固定存储系统中最具潜力的电池体系。然而,传统锂离子电池中不稳定的电沉积和不可控的界面反应会在液体电解质中发生,导致电池存在安全隐患。采用固态电解质（SSE）的全固态锂离子电池因具有高安全性、高可靠性和高能量密度可满足许多方面对储能的要求。但要实现商业化,SSE依然面临诸多挑战,如室温离子电导率较低（1×10^-5 ~ 1×10^-3 S/cm）以及电极和电解质之间的界面稳定性差等。为加快SSE的研究与开发,分别对无机钙钛矿（LLTO）型、石榴石（LLZO）型和钠快离子导体（NASICON）型固态电解质的结构和电导率改性进行了综述,特别强调了电解质与电极界面的重要性及其对电池性能的影响。

高效利用纤维素制备燃料及化学品对人类的可持续发展具有重要的意义。通过化学转化，可以将纤维素转化为一系列的小分子有机物，作为平台化合物制取生物质基液体燃料或材料。本文综述了利用化学方法直接转化纤维素制备小分子化学品（5-羟甲基糠醛、乳酸、乙二醇、山梨醇和异山梨醇）的研究进展，并对后续研究进行了展望。

我国中草药行业近年来蓬勃发展,中药渣也随之大量产生。中药渣中富含纤维素,是宝贵的可循环利用的有机固废资源。针对中药渣开发新型技术和完善现有处置工艺,将其转化成高值绿色能源产物,可为中医药相关企业带来可观的经济效益。系统论述了包括生物转化技术、热化学转化技术等处置中药渣主流技术优缺点及研究进展;提供了一套更为系统化处置中药渣的方法,并对其工程案例及成果进行了详细介绍。最后,对中药渣能源化处置的前景进行了展望,以期实现中药渣的高效清洁利用,为中医药产业链绿色发展提供新样板,为推动中医药及相关领域的环保产业发展起到示范引领作用。

生物质活性炭是一种功能性多孔碳材料,以高碳生物质资源作为原料,经炭化、活化加工制成,具有原料来源广、表面官能团与孔结构丰富、吸附性能与改性潜力优良等特点。近年来许多学者以生物质为原料制备了功能多样的活性炭,实现了活性炭在多种有机废水处理场景的应用,对有机废水的处理取得了显著的成果。综述了活性炭制备过程中常用的炭化和活化方法,对比分析了表面酸碱改性、氧化与还原改性、金属负载改性、微生物负载改性等活性炭改性方法,总结了活性炭在吸附净化、絮凝沉降、厌氧消化、生物滤池与人工湿地过滤等有机废水处理场景的应用,并对活性炭制备技术发展前景做了展望。

全钒液流电池因其安全可靠、使用寿命长、环境友好、电池均匀性好、可实时直接监测其充放电状态等特点，已成为规模储能技术领域的首选技术之一。本文对储能技术的研究背景、储能在电力系统中的作用进行了分析，并重点对全钒液流电池储能技术在电力系统中的应用进行了概述。

本文从新型工质的研发和系统效率的提高两方面综述了高温蒸汽压缩式热泵的研究现状，对于高温吸收式热泵，则从新型循环设计、系统控制与仿真、参数优化、提高换热效率等方面做了综述。文章最后介绍了国内外最新研制的两种热泵蒸汽机的运行原理和结构特点，并根据热泵蒸汽机组的运行要求，提出了今后的研究方向和要解决的主要技术问题。

磷酸铁锂（LiFePO4）具有安全性好、价格低廉以及环境友好等优点，是当前锂离子动力电池的主流正极材料。粘结剂是锂离子电池电极的重要非活性成分，其性能直接影响电池的电化学性能。本文综述了近年来不同水性粘结剂在LiFePO4正极材料中的研究进展，指出了现阶段存在的问题，并对水性粘结剂的应用前景进行了展望。

太阳能具有分散性强、能流密度低、适合得到中低温热源的特性，太阳能低温热利用是人们最早认识和利用的太阳能转换手段，也是将来太阳能低成本、规模化应用的最重要的领域。本论文针对太阳能集热、太阳能采暖、太阳能干燥、太阳能热泵、太阳能空调、太阳能低温热发电等几个当前太阳能低温热利用的主要技术，介绍了各种技术的应用原理和背景，分析了各种已有技术的研究现状和社会需求，讨论了部分新技术的未来发展方向。同时介绍了中国科学技术大学在该领域的一些研究进展。

由于生物质能源具有储量大、分布广、可再生等特点而被人们开发为煤、石油、天然气等化石燃料的替代能源，将木质纤维素转化为燃料乙醇是生物质能源开发利用的一个重要方向。纤维素、半纤维素和木质素是组成木质纤维素的主要成分，它们之间通过共价和非共价键结合形成致密的结构，阻碍了酶对木质纤维素的降解，因此在将木质纤维素酶解发酵之前必须进行预处理。本文综述了生物法、物理法、化学法和物理化学法四大类预处理技术及其相关原理并对木质纤维素预处理技术发展前景作了展望。

目前,能源和环境问题备受关注。一方面,大气层中二氧化碳的平衡受到破坏,其含量不断增加,严重影响了地球生态环境。另一方面,催化剂促进二氧化碳向能源分子的转化,不仅缓解了环境压力,也从一定程度上减轻了能源短缺问题。二氧化碳的资源化再利用在解决能源危机与环境问题方面意义深远,而产物选择性、电流效率以及催化剂的稳定性是目前研究电催化二氧化碳还原反应的主要难点。本文就异相电催化二氧化碳还原的研究现状进行了综述,对二氧化碳还原的电解质体系、主要产物、电极材料的选择和影响以及二氧化碳电化学还原面临的挑战及应对策略等进行了讨论。同时,对开发出成本低、稳定性好、效率高、选择性高的催化剂,尤其是直接电催化二氧化碳还原转化为醇和碳氢化合物的催化策略等进行了展望。

因高比容量、低成本和丰富的资源储备,多价金属硫电池已成为具有前景的下一代电池体系之一。镁硫电池、铝硫电池和锌硫电池是其中最具潜力的候选电池。然而,许多问题阻碍了多价金属硫电池的发展,如硫的导电性差,转变过程中体积膨胀较大及硫的利用率低等问题。此外,镁硫电池和铝硫电池缺乏合适的电解液,锌硫电池存在电化学可逆性差等问题。从电解液的选择、负极保护、正极制备和隔膜改进对多价金属硫电池进行了综述,并展望了多价金属硫电池的发展前景与面临的挑战。

介绍了生物质热解液化技术，总结了该项技术在原料预处理、热解工艺和生物油分离精制3个方面的最新研究成果。在原料预处理方面，介绍了微波干燥、烘焙和酸洗3种方法；在热解工艺方面，介绍了催化热解和混合热解两种新工艺；在生物油分离精制方面，介绍了催化加氢、催化裂解、催化酯化、乳化燃油和分离提纯5种新技术，并分析展望了生物质热解液化技术的产业化发展趋势。

海上风电从潮间带和近海走向深海远岸将是必然趋势。现有的机组基础型式及安装技术势必不能满足新的环境要求。漂浮式基础、整体安装及自航自升式施工平台极有可能成为未来海上风力发电的主流技术。北半球中纬度附近海域在发展深海风电方面具有独特优势及迫切需求，我国需尽早进行规划和部署相关技术及产业。

海上风电是近年风电开发的热点，本文首先回顾了我国海上风电的开发现状，从开发地区、水深、地质条件和基础形式等角度，总结了我国海上风电的特点；接着对未来海上风电的成本和政府的电价补贴政策进行了展望；最后列举了一些与海上风电相关的新动向。

聚羟基脂肪酸酯（PHA）是微生物细胞在碳氮失衡的情况下合成的一种聚酯，具有优异的生物降解性和相容性以及多种材料学性能，是一类可替代传统塑料的新型生物塑料。目前生物合成PHA主要以微生物发酵为主，其次还有转基因植物法和活性污泥法等。本文对PHA的生产现状及其生物合成路径和方法的研究进展进行了综述。

空气透平是振荡水柱（OWC）式波浪能转换装置能量转换的关键器件,对整个装置的性能至关重要。通过归纳总结透平的种类、振荡水柱波能转换装置中透平的数值模拟和物理模型试验的成果与现状,分析空气透平研究中存在的技术难题,并对波浪能转换装置中空气透平的研究方向和发展前景进行了展望,以期为系统掌握振荡水柱式波浪能转换装置所用空气透平的研究提供参考。

动力电池是电动汽车的重要组成部分与关键技术点，而我国在动力电池上的标准仍然与发达国家相差甚远。因此，动力电池标准已成为制约我国电动汽车发展的重要因素。本文以国内标准为研究对象，从电动汽车与动力电池的实际生产应用出发，以每种类型电池的多种性能作为分类依据，提出了动力电池标准的体系框架。

费托合成反应是煤、甲烷和生物质等非油基碳资源转化制高品质液体燃料或化学品的重要途径。以生物质基合成气为原料，利用传统的Fe、Co催化剂制备生物燃料引起普遍关注。本文简要总结了近年来高性能Fe基和Co基费托合成催化剂的发展，以及近年来新型材料和核壳结构的双功能催化剂在费托合成中的应用。重点关注了生物质合成气方面的应用，比较了Fe、Co催化剂在该应用中的特点。虽然Co基催化剂较Fe基催化剂有更好的活性，但在BTL（Biomass-To-Liquid）过程中需要考虑多种因素，Fe基催化剂可能更具优势，开发廉价高性能的Fe基催化剂可能成为BTL-FT催化剂的发展方向。

电动汽车在节能减排上具有很大的潜力和优势，但其性能受动力电池的制约，而温度又会影响电池的安全和寿命。因此，为保证电动汽车的综合性能，需配置合理的电池热管理系统。由于液体冷却具有较好的降温效果，采用液体介质对电池进行热管理近年来逐渐引起重视。本文介绍了基于液体介质的电池热管理基本原理，综述了液体介质应用于电池热管理的研究进展，并重点介绍了新型热管在电池散热方面的应用，同时指出了目前液体介质冷却电池时存在的一些问题。

海浪仿真是海洋工程的热点话题。本文总结了一种可以适应于各种随机波浪谱来仿真海浪环境的方法，利用C语言将该方法转换为过程简单、编写方便的计算机程序得到大量仿真波浪数据，并作为造波机输入数据，通过实测数据检验仿真结果。试验证明，采用文中提出的数值方法，采集模拟波高数据利用相关函数法进行频谱估计，得到的模拟谱和靶谱误差较小。该数值仿真方法在海浪仿真上具有实际应用价值。

提出一种在电网三相电压不平衡的情况下，通过三角函数运算的方法解耦不平衡电网基波正、负序电压分量。由于电网负序电压分量送入锁相环后会造成锁相环的震荡，导致锁相环输出误差大无法精确锁相。根据正序分量与负序分量之间的相角关系，推导出提取正序分量的公式，把该公式进行数字化处理，将其应用于dq数字锁相环，提高了dq锁相环在电网三相电压不平衡条件下的有效性和准确性。提出了网压前馈对逆变器控制的重要性，分析了利用正序电压瞬时值进行前馈控制的优点。并通过实验验证了公式的有效性和控制的稳定性、可靠性。

数据中心是信息行业的核心基础设施，其能耗巨大，我国数据中心电能使用效率（power usage effectiveness, PUE）远高于发达国家，开展数据中心节能研究具有重要的科学意义。本文从数据中心冷却节能中的核心问题出发，从自然冷却、气流组织优化、蓄冷三个方面对近年来国内外数据中心冷却节能的研究进展进行了阐述，提出自然冷却技术应因地制宜地采用，并应针对自然冷源条件差的地区开展更深入的研究；气流组织优化应在现有气流控制方式基础上针对高功率密度机柜开展机柜级气流组织优化研究；蓄冷技术能为数据中心运营商带来巨大的经济效益，也能给发电和电网输配效率带来巨大提升，现有蓄冷技术蓄冷密度有待提升，针对数据中心应用场景的蓄冷控制策略优化研究应当引起重视。

将二氧化碳埋存到深部盐水层中是目前缓解温室效应的可行性对策之一，在评价储层理论埋存量时，溶解封存量在总埋存量中占有很大的比例。本文通过对相关文献的调研，计算对比了Duan&Sun模型模拟数据与前人实验数据的误差，根据前人实验与本文模拟数据分析了二氧化碳在盐水层中溶解的动力过程和热力过程，二氧化碳通过扩散作用溶解到盐水中，引起盐水层密度的变化，计算系统瑞利数满足对流运动发生的基本条件后，系统产生对流，这有利于二氧化碳的溶解。分析了温度、压力和矿化度对二氧化碳溶解的影响。在前几百年内溶解缓慢易导致泄漏，低温高压、低矿化度下二氧化碳溶解度较高，小二氧化碳水滴更有利于二氧化碳封存。

锂离子电池在充放电过程中产生的热量主要为两部分，即因电化学反应而产生的可逆热和由极化产生的不可逆热。若电池内部温度达到82℃以上时，钴酸锂电池材料将发生热分解，引发一系列不可控化学反应，释放出大量的反应热。本论文在可逆热和不可逆热的基础上，耦合电池材料分解热，采用有限元技术，模拟锂离子电池在充放电过程中不同对流条件以及不同外界温度下电池内部温度的变化，为揭示锂离子电池热失控机制提供理论依据。

在地热发电或直接利用过程中，与地热流体（液体或蒸汽）接触的设备、管道或管件存在着腐蚀和结垢现象，往往成为地热开发利用的技术瓶颈。因此，开展地热流体的腐蚀与结垢控制技术研究至关重要。本文主要分析了近年来国内外在地热流体的腐蚀和结垢控制方面的研究进展，包括选材、涂层、流体预处理、化学添加剂等控制方法，并提出了进一步的研究方向，包括全面的地热流体腐蚀结垢趋势预测及地球化学模拟，结垢机理研究，涂层和基底的结合力和耐久性研究，阴极保护以及复合控制方法开发等。

钙钛矿太阳能电池是一种新兴的全固态平面型太阳能电池,从2009年第一次出现到现在发展迅速。据报道,有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已超过24%,全无机钙钛矿太阳能电池的光电转换效率也超过17%。相比于有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池,无机钙钛矿材料由于热稳定性好而成为钙钛矿太阳能电池研究领域的热点之一。本文主要综述了全无机钙钛矿太阳能电池的基本知识及最新的研究成果,尤其是提高全无机钙钛矿太阳能电池的效率及稳定性方面的成果,对钙钛矿薄膜层的改进、电子传输层及空穴传输层优化方面的成果作了详细的介绍和评述。

容量衰减与电池循环寿命直接相关。导致锂离子电池容量衰减的原因主要包括：固体电解质界面膜（SEI）的增长、电解液的分解、电极材料结构破坏、活性物质的溶解和相转变等。过充过放电、不良的储存或使用温度等外部因素也会导致电池容量衰减。本文综述了近年来锂离子电池容量衰减机理的研究进展。

木质素是自然界中唯一可直接提供芳环的可再生能源。木质素催化转化制备单酚及烃类等其他重要化学品是其高效综合利用的重要手段。本文对木质素的基本结构和主要利用方式进行论述，并对其催化热解聚和氢解过程的最新研究进展进行了详细探讨，对木质素主要化学键β-O-4键的断裂机理进行了简述。在此基础上，总结了当前解聚和氢解过程中的难题，并对未来的技术发展进行了展望。