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原位多尺度XCT研究PEO改性的WE43支架的降解过程:将微观结构与氢气释放现象相关联
### 镁基可降解植入体腐蚀行为的多尺度成像研究解读#### 1. 研究背景与核心问题镁合金因其生物可降解性和力学性能的潜力,被视为骨修复植入体的理想材料。然而,镁在模拟体液(SBF)中降解时会产生氢气(H₂),导致局部pH升高、氧化应激和机械强度下降,最终影响骨再生进程。已有研究通过体外实验和宏观表征分析氢气释放与腐蚀速率的关系,但缺乏对氢气泡时空分布的实时观测,以及微观结构与腐蚀机制的直接关联性研究。本文通过多尺度X射线断层扫描(XCT)技术,首次实现了对镁合金支架降解过程中氢气泡的动态追踪,并结合材料微观结构和表面改性(PEO涂层)的综合分析,揭示了降解行为的物理化学机制。#### 2.
来源:Engineering
时间:2025-12-06
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基于硅烷的颗粒-基体耦合在PBF-LB/P膨胀型阻燃体系中的应用
本研究聚焦于激光粉末床熔融(PBF-LB/P)工艺中聚酰胺12(PA12)复合材料的阻燃与机械性能协同优化问题。针对现有阻燃系统在PBF-LB/P加工过程中机械性能不足的痛点,研究团队创新性地引入氨基硅烷表面改性技术,旨在通过改善填料与基体界面结合,实现阻燃与机械性能的平衡提升。### 材料与方法创新研究团队以PA12为基体,采用APP-PER-MnO三元阻燃体系为基础,通过引入APTES(氨丙基三乙氧基硅烷)和TMSPED(N-[3-三甲氧基硅丙基]乙二胺)两种氨基硅烷对APP和PER颗粒进行表面改性。改性过程采用乙醇作为溶剂,通过浸渍-搅拌-过滤-干燥的工艺实现纳米级表面包覆。关键创新点在
来源:Engineering
时间:2025-12-06
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金属增材制造中的晶粒倾斜设计:通过驱动力分解探究生长机制
该研究聚焦于金属增材制造领域的关键技术挑战——晶粒生长方向的定向调控。传统激光粉末床熔融(L-PBF)工艺中,熔池热力学场与流场的高度对称性导致晶粒垂直于成形方向生长,难以实现复杂内部结构的三维定向设计。作者团队通过系统性工艺参数创新与多尺度机理解析,首次在L-PBF工艺中成功构建具有明确取向分布的倾斜晶粒结构,并建立了工艺参数-微观结构-力学性能的定量关联模型。研究突破体现在三个维度:首先,开发出基于几何参数的定向调控体系,通过控制激光扫描路径的曲率半径、层间堆积参数的空间梯度以及熔池动态热边界条件,成功构建不对称温度场(熔池中心温度梯度达±15℃/mm)和流场(熔体横向速度梯度达0.8 m
来源:Engineering
时间:2025-12-06
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综述:在增材制造(RfAM)的重新设计中,部件的整合与分解:分类与综述
该研究系统性地重构了增材制造(Additive Manufacturing, AM)领域的设计方法论框架,提出"再设计"(Redesign for AM, RfAM)作为DfAM(Design for AM)的实践延伸,重点突破传统设计思维在AM技术特性下的局限性。通过分析126篇文献(其中PC相关56篇,PD相关70篇),研究首次构建了包含部件数量变化的再设计分类体系,并创新性地提出组合策略的税收模型,为复杂工程系统的AM适配性设计提供了结构化解决方案。在方法论层面,研究确立了三个核心维度:部件合并(Part Consolidation, PC)、部件分解(Part Decompositio
来源:Engineering
时间:2025-12-06
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综述:极端天气事件及其对电力系统影响的分类体系:关于分类、影响及缓解策略的全面综述
该研究聚焦于军事活动温室气体排放的系统性核算与净零转型路径探索,通过英国皇家空军莱明基地的实证案例,揭示了国防部门在气候治理中的特殊性与改进空间。论文构建了涵盖国际气候治理框架、经济与环境关联性、环境会计方法论的三维分析体系,重点填补了军事组织碳排放核算的实践空白。### 一、研究背景与核心问题当前全球气温较工业化前基准已升高1.5℃,远超《巴黎协定》设定的1.5℃安全阈值。军事活动作为高能耗、高排放的特定领域,其碳排放数据长期存在系统性缺失。数据显示,2024年全球军事支出达2.7万亿美元,连续十年增长且增速超过GDP(3.2%),这种经济与碳排放的异常关联性引发严重环境治理风险。英国作为率
来源:RENEWABLE & SUSTAINABLE ENERGY REVIEWS
时间:2025-12-06
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在碳腐蚀条件下,低铂含量的聚合物电解质燃料电池(PEMFCs)中,均相离子聚合物的降解是导致电化学表面积损失的主要原因
该研究聚焦于低铂燃料电池(PEMFC)在动态启停工况下的降解机制解析,重点揭示碳腐蚀引发的多级次性能劣化过程及其关键影响因素。通过构建复合型诊断体系,结合电化学表征与微观结构分析,系统性地解构了低铂催化剂层在启停循环中的多维度退化机理,为燃料电池材料优化提供了重要理论支撑。在研究方法层面,创新性地采用同步在位与离位诊断策略:电化学阻抗谱(EIS)实时监测界面电荷传输特性,结合极化曲线动态追踪活性表面积衰减速率,通过双重参数解耦实现退化机制的定量分离。微观表征体系涵盖扫描电镜(SEM)的三维形貌重构、X射线光电子能谱(XPS)的化学键演化追踪,以及能量色散X射线光谱(EDS)的元素面分布解析。这
来源:eTransportation
时间:2025-12-06
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电池老化研究中的实验室与实际应用之间的差距:实验室环境与真实汽车使用环境中的运行条件存在不匹配
### 中文解读:电动车电池实验室加速老化测试与实际道路工况的对比分析#### 一、研究背景与核心问题随着电动汽车(BEV)的普及,电池寿命已成为制约其市场推广的核心因素。当前电池寿命预测主要依赖实验室加速老化测试,但实际道路使用中的电池应力分布与实验室条件存在显著差异。本研究通过对比近2600项实验室测试条件和超过72,000公里真实道路数据的电池应力特征,揭示了实验室测试与实际应用之间存在的三大关键差距,为优化电池寿命预测模型提供了理论依据。#### 二、研究方法与数据来源1. **实验室测试条件分析** 研究系统梳理了2001-2025年间发表的电池老化研究文献,涵盖67项日历老
来源:eTransportation
时间:2025-12-06
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基于模型的锂离子电池快速充电:热梯度对并联电池性能退化的影响
### 中文解读:电池模块中热梯度对快充循环老化的影响分析#### 1. 研究背景与意义随着电动汽车(BEV)的普及,快充技术成为提升用户体验的关键。然而,电池系统在快充过程中面临多重挑战:首先,车辆的热管理系统难以完全消除电池单元间的温度差异;其次,并联电池组中电流分布的不均匀性会加速部分电池的老化。尽管已有研究关注了串联电池的热分布和容量均衡问题,但针对并联结构中热梯度导致的电流不均及长期老化机制的研究仍较为匮乏。本文通过对比实验,揭示了热梯度对并联电池组容量衰减、阻抗变化及微观老化机制的显著影响。#### 2. 实验设计与方法**(1)实验平台与样本选择** 研究采用 TerraE 生
来源:eTransportation
时间:2025-12-06
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在温度和过放电共同作用下,LiFePO4/石墨软包电池中的非均匀降解机制及加速老化过程
随着电动汽车和储能系统的快速发展,锂铁磷酸盐/石墨(LFP/Gr)电池因其高安全性和长循环寿命备受关注。然而,电池在实际应用中常面临高温与过放电的复合应力挑战,这会加速电极材料退化并引发安全隐患。针对这一科学难题,研究团队通过构建多尺度分析框架,系统揭示了LFP/Gr电池在45°C、1.0V过放条件下与常规25°C、2.5V充放电的退化差异,为电池寿命预测和安全评估提供了新方法。研究首先建立了电池的加速老化测试体系。实验采用特殊设计的双极性软包电池,其电极结构通过外扩1-2mm的负极保护边角有效抑制枝晶生长,同时采用双面正极-单面负极的夹层设计增强结构稳定性。这种几何优化使得电池既能承受剧烈的
来源:eTransportation
时间:2025-12-06
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一种融合了电气机械特性的模型,结合了扩展卡尔曼滤波器和自适应加权算法,用于锂铁磷酸盐电池的荷电状态估算
锂铁磷酸(LFP)电池作为新能源领域的重要储能装置,其荷电状态(State of Charge, SOC)精准估算直接关系到电动汽车和储能系统的安全运行与能效管理。针对LFP电池特有的技术挑战,研究团队创新性地构建了融合电化学模型与力学模型的SOC双模型协同框架,并通过多维度实验验证了方法的突破性优势。### 一、行业背景与技术痛点当前LFP电池市场占有率以每年超过20%的增速递增,预计2025年将占据全球动力电池市场的60%以上。这种快速普及源于其独特的优势:成本较NMC体系降低40%,循环寿命突破6000次,且通过铁元素实现完全可回收性。然而,电池管理系统(BMS)的SOC估算精度受制于L
来源:eTransportation
时间:2025-12-06
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在耦合的TN-PDN网络中,对XFCS进行多周期协调规划:整合需求费用减免措施与现有基础设施
本文聚焦于解决电动汽车(EV)充电基础设施规划中的两大核心矛盾:一是传统充电站部署模式难以适应未来动态需求与技术迭代,二是电力与交通网络的耦合性在现有研究中被系统性忽视。作者通过构建多期协同规划模型,首次实现了极端快充站(10分钟补能200英里)、电池储能系统(BESS)与分布式光伏的跨网络联合优化,为破解电动汽车长途出行续航焦虑提供了创新解决方案。研究背景与问题界定部分揭示了当前充电基础设施规划存在三大结构性缺陷。首先,传统单期规划模式将复杂系统简化为静态决策,无法应对EV渗透率年均增长15%以上的动态趋势(IEA 2023数据)。其次,多数研究将交通网络与电力网络割裂处理,未充分考虑充电负
来源:eTransportation
时间:2025-12-06
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综述:电致流变液的进展:从结构工程到实际应用
电泳流变学(Electrorheological, ER)材料作为智能响应型材料的代表,其核心特性在于通过电场调控流体从牛顿流体向固态转变的能力。这类材料由电活性颗粒分散于绝缘连续相中构成,其微观结构设计直接影响材料的响应性能与稳定性。本文系统梳理了ER材料近二十年的研究进展,重点剖析其多尺度结构设计与性能优化的关联机制,并探讨新型应用场景的拓展方向。### 一、ER材料的发展脉络与结构维度ER材料的研究自20世纪90年代起步,经历了基础理论探索(1990-2005)、性能突破期(2005-2015)和功能集成创新阶段(2015至今)。2003年巨型电泳流变材料(Giant Electrorh
来源:ADVANCES IN COLLOID AND INTERFACE SCIENCE
时间:2025-12-06
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利用基于CuMg的LDH材料简化二氧化碳的光电催化转化过程,生成C2+产物:一种单材料光阴极策略
该研究聚焦于开发新型单相铜基层状双氢氧化物(LDH)光电阴极材料,旨在通过光催化与电催化协同作用实现二氧化碳高效还原。研究团队通过调整LDH的金属配比,成功将铝离子替换为铁离子,构建出Cu/Mg/Fe-LDH材料体系,在低电压条件下实现了二氧化碳向乙炔和丙酸等高附加值产物的定向转化。在材料设计方面,研究突破了传统多相复合催化剂的局限,首次将LDH结构设计为兼具光吸收与催化功能的单一相材料。铜元素作为核心光吸收活性位点,其氧化态动态转换机制(Cu²⁺/Cu⁰)在光激发下可快速释放电子至外电路,同时维持催化剂表面活性位的稳定存在。这种设计有效解决了多相体系中电子传输路径复杂、界面接触阻抗大的技术瓶
来源:Applied Catalysis B: Environment and Energy
时间:2025-12-06
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将多孔硅的孔隙率与其对水质的耐受性相关联,以实现实用的按需氢气生成
本研究聚焦于多孔硅(p-Si)材料在非理想水环境中的氢气(H₂)生成效率优化,通过调控合成工艺中的加热速率,系统探究了材料结构与性能之间的关联性。研究团队以Stöber二氧化硅和Syloid二氧化硅为前驱体,采用两步镁热还原法合成不同晶粒尺寸、比表面积及孔隙分布的p-Si材料,并对比其在去离子水(DI)和真实自然水体(海洋、河流、湖泊、井水及雨水)中的H₂生成表现。### 核心发现1. **合成条件与材料结构的关系** - 加热速率显著影响p-Si的物理特性:慢速加热(3°C/min)获得更细小的晶粒(13±2 nm)、高比表面积(396 m²/g)和丰富的微/小孔结构(<10 nm)
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-12-06
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利用非热等离子体激活微铝颗粒,使其与压缩水发生反应
荷兰北部地区地下氢存储网络优化研究一、研究背景与意义随着全球能源结构向低碳化转型,氢能作为清洁能源载体的重要性日益凸显。荷兰北部地区(NN)因其独特的地质条件(盐穴地质)和战略位置,被欧盟列为氢能枢纽区域。然而,现有研究多聚焦于单一技术或宏观政策,缺乏对区域尺度氢存储网络优化配置的系统分析。本文通过整合需求预测、地质潜力评估和设施定位模型,填补了氢能基础设施规划的关键空白。二、技术路线与研究方法研究采用设施定位问题(FLP)模型,该模型源于天然气网络优化领域,首次系统应用于氢能存储规划。创新点体现在:1. 需求分层:构建低/中/高三级需求情景,涵盖区域自主管理(R)到欧盟协同(E)和国际市场主
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-12-06
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关于蜂窝结构比表面积对NH3/H2/空气预混燃烧过程影响的数值模拟研究
本文聚焦于氨-氢混合燃烧过程中多孔介质比表面积(SSA)对燃烧性能及污染物排放的影响机制。研究通过三维圆柱形燃烧器中不同孔结构蜂窝体的数值模拟,系统揭示了孔隙形态、孔径尺寸与燃烧器高度对氨能燃料燃烧效率的调控规律。研究团队采用OpenFOAM平台进行网格生成与计算流体力学(CFD)模拟,构建了包含预混燃烧区、热交换区及污染物控制区的三维燃烧模型,创新性地将SSA作为核心参数,实现了对蜂窝结构燃烧特性的量化解析。在孔结构优化方面,通过等比表面积约束条件下的六边形、方形与圆形蜂窝结构对比实验,发现六边形孔结构具有最佳燃烧性能。这种几何构型在保证相同孔隙率的前提下,形成了更优的气流分布路径,使燃料与
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-12-06
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氨作为多孔催化反应器中氢载体的裂解特性及其对NH3燃烧的影响
氨裂解反应器中多孔介质负载镍基催化剂的研究与工程应用分析1. 氨作为氢载体燃料的技术革新背景氨作为新型清洁燃料载体,在能源领域展现出独特优势。其理论质量储氢能力达17.6%,显著超越水制氢(11.1%)和甲醇蒸汽重整(12%)等技术体系,同时具备储运成本低、安全性高的特点。这种性能组合使其成为突破氢能产业瓶颈的关键技术路径,特别是在解决氢气储运脆性破裂和燃烧稳定性等难题方面。2. 氨燃料燃烧技术瓶颈与突破路径现有氨燃料应用面临三大核心挑战:其一,氨热值(17,354 kJ/m³)显著低于烃类燃料,且燃烧火焰传播速度较慢,易导致燃烧不稳定或回火现象;其二,氨燃烧会产生氮氧化物(NOx),对大气环
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-12-06
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综述:影响绿色氢能竞争力的因素的层次结构
绿氢全球竞争力影响因素的系统化研究摘要部分揭示了当前绿氢产业发展的核心挑战与突破方向。研究团队通过系统性文献分析,构建了包含6个主因素和17个子因素的竞争模型。其中生产环节被反复强调为关键制约因素,特别是制氢成本这个子维度直接影响技术经济可行性。这种结构化分析填补了现有研究在整合性方面的空白,为多维度决策支持提供了理论框架。引言部分系统梳理了能源转型的迫切性。全球能源结构中化石燃料仍占据主导地位,虽然可再生能源发展迅速,但氢能产业链存在明显断层。研究指出,传统氢能生产方式(灰氢)与新兴的绿氢技术形成鲜明对比,后者虽具备环保优势,却面临技术成熟度、基础设施配套、经济性等复合挑战。这种背景下的研究
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-12-06
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一种高增益、低纹波的DC/DC转换器,适用于使用可再生能源的离网氢生产系统
阿斯温尼·库马尔·纳特(Aswini Kumar Nath)、阿吉特·辛格(Ajeet Singh)、林梦芳(Meng-Fang Lin)、杨博志(Po-Chih Yang)、谢建德(Chien-Te Hsieh)台湾桃园元泽大学化学工程与材料科学系,32003摘要通过脉冲微波法制备了在三种不同碳载体(碳纳米管(CNT)、还原氧化石墨烯(RGO)和Vulcan炭黑(XC-72)上的PtAlCoMnPd高熵合金(HEA),并评估其作为多功能电催化剂的性能。在三种配置(HEA/CNT、HEA/RGO和HEA/XC-72)中,HEA/CNT形成了具有优异电化学性能的多孔均匀催化剂,其中HEA纳米颗粒
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-12-06
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负载在富氮石墨烯上的Pt–Co金属间纳米颗粒,用于酸性条件下高效的氧还原反应
易凌雅|杨宇|陶玉洲|胡卫华西南大学材料与能源学院,清洁能源先进材料与技术重庆重点实验室,中国重庆,400715摘要基于铂的金属间纳米颗粒由于其原子有序的结构,表现出优异的氧还原反应(ORR)活性和耐久性,但其合成仍然是一个巨大的挑战。本文报道了一种锚定在富氮石墨烯(NG)纳米片上的Pt–Co金属间纳米颗粒,用于酸性介质中的高效ORR电催化。通过低温等离子体处理在石墨烯上掺杂的丰富氮原子,能够有效抑制高温退火过程中的纳米颗粒烧结,从而增强其锚定稳定性。同时,NG与Pt–Co金属间纳米颗粒之间的电子相互作用使Pt的d带中心发生负位移,进一步提高了它们的内在ORR活性。制备的PtCo/NG-900
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-12-06