通过微波辅助的Diels-Alder反应实现石墨烯与二甲基乙酰二羧酸酯的石墨烯的功能化。通过互补的特征技术,对修饰纸的物理,化学和电化学性质进行了研究。密度功能理论计算被用来检查功能化机制,并强调缺陷的作用,例如在去角质期间在石墨烯中引入的环氧桥等缺陷。我们的发现为大规模生产高质量石墨烯材料的有效和成本效益的方法提供了宝贵的见解。具体而言,评估了含有功能化石墨烯的阳极材料的电化学性能,以用于锂离子电化学能源存储设备,显示出极好的电化学可逆性和速率能力。循环伏安法分析揭示了几个循环后的材料稳定,导致库仑效率高达95%,放电能力为162.3 ma·H·H·H·g -1。电静态循环测试表明,材料电极在10C的C率下保留其初始容量的57%,表明高功率能力。这些有希望的结果位置有机修饰的石墨烯是锂离子CA的潜在材料,其特定能力与较低电位的最后一个插入阶段能力保持一致。总体而言,该研究的发现为基于石墨烯的材料在储能应用中的发展提供了重要贡献。
储能单元是一种模块化高密度解决方案,在工厂制造和测试,可降低项目风险、缩短工期并降低安装成本。储能单元采用 GE 的电池叶片设计,可实现行业领先的能量密度和最小的占地面积。GE 专有的叶片保护单元可主动平衡每个电池叶片的安全性、寿命和性能,将电池寿命延长 15% 并将故障电流降低 5 倍。模块化系统具有多种安装和布线选项,包括垫板或支柱,并配置为在项目生命周期内最大限度地降低运营和维护 (O&M) 费用,具有全天候能力和高效冷却系统。
摘要:随着电动机在电气系统中插入的显着增加,系统的总体惯性减少,从而导致其支持频率的能力丧失。这是因为使用可变的速度风力涡轮机(基于双馈感应发电机(DFIG)),它们通过电子转换器耦合到功率网格,它们的特性与同步发电机没有相同的特性。因此,本文提出了使用DFIG相关的电池储能系统(BES)来支持主要频率。制定了控制策略,并考虑了诸如充电和放电电池限制和电池限制内的运行之类的重要因素。时间域模拟来研究包含风力涡轮机的分配系统,显示了BES的优势而不是频率干扰。
由于前体材料本质上决定了硬碳的基本结构,因此在分子水平上直接操纵前体有望提高设计硬碳结构时的灵活性,这对于决定最终的微观结构特性以及最终的整体钠存储性能起着关键作用。在本研究中,我们提出了一种新颖的通用策略,利用 P 和 O 双交联将沥青转化为热固性前体,在沥青基碳内产生丰富的微孔。这些微孔是钠离子传输和储存的重要途径和活性结合位点,从而使沥青衍生的硬碳具有 416.1 mAh/g 的显著比容量和 89.7% 的令人印象深刻的初始库仑效率。广泛的研究表明,增加的平台容量和封闭的孔体积之间存在很强的相关性,验证了微孔驱动的钠离子存储机制。我们的研究结果强调了交联在前体改性中的突破性意义,为下一代钠离子电池高性能硬碳阳极的设计和合成铺平了道路。
由于巴西的主要能源资源是可再生能源,且与气候因素直接相关,因此巴西是最有可能受到气候变化影响的国家之一。鉴于巴西的水电存储能力高,且其可再生资源具有很强的季节性模式,引入季节性抽水蓄能 (SPHS) 可以帮助缓解这些挑战。为此,提出了一种将动态系统优化模型 MESSAGEix 与区域气候模型模拟相结合的方法,称为巴西电力系统 MESSAGEix 模型 (BESMM)。该模型具有详细的水电表示,能够将三种气候变化情景的数据与该国的能源系统相结合。气候变化为这种方法带来了新的维度,因为有证据表明巴西可变可再生资源的季节性不平衡正在加剧。BESMM 结果表明,SPHS 可以在 RCP 2.6 情景下实现 2100 年 100% 可再生能源矩阵以及在 RCP 4.5 和 RCP 8.5 情景下增强可再生能源禀赋方面发挥根本作用。与不采用 SPHS 的情景相比,预计采用 SPHS 的情景下二氧化碳排放量将减少高达 68%。
实施有效的存储系统对于间歇性可再生能源的更深市场渗透至关重要。酸碱液流电池 (AB-FB) 是一种很有前途的环保能源存储技术。在充电阶段,它通过双极膜电渗析以 pH 和盐度梯度的形式存储电能,而在放电阶段,它应用逆过程进行相反的转换。尽管与其他渗透电池相比 AB-FB 具有明显的优势,但其潜力尚未得到充分开发。本研究首次提出了 AB-FB 在净往返效率 (RTE net ) 和每单位膜面积平均净放电功率密度 (NPD d ) 方面的双目标优化。我们的研究团队之前开发的综合数学模型用于预测电池性能。通过让几个操作和设计参数变化,ε 约束方法用于在各种场景下构建帕累托最优解曲线。使用目前的商用膜,最佳解决方案产生的 RTE 净值范围为 32% 到 64%,而相应的 NPD d 范围为 19.5 W m − 2 到 4 W m − 2。这些结果凸显了 AB-FB 的巨大潜力,以及需要适当设计实验堆栈。模拟具有改进但真实特性的假设膜分别将 RTE 净值和 NPD d 的范围转移到 59.1 – 76.3% 和 23.2 – 4.4 W m − 2,表明膜制造技术的进步对于高性能 AB-FB 系统的开发至关重要。虽然 AB-FB 的性能与其他电池相似,但它可以由不受供应中断或经济依赖的非关键材料制成,使 AB-FB 成为可持续发展的友好选择,也是未来储能系统场景的理想候选者。