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通过溶液处理提高碳电极的容量以实现高密度储能
摘要：通过 1,8-二氨基萘衍生物的电化学反应对平面碳电极进行廉价的溶液相改性，通过形成 15 - 22 纳米厚的有机薄膜，使容量增加了 120 至 700 倍。用相同方法改性高表面积碳电极可使容量增加 12 至 82 倍。改性层含有 9 - 15% 的氮，以 - NH - 氧化还原中心的形式存在，从而产生较大的法拉第分量，每个电子对应一个 H + 离子。在 0.1 MH 2 SO 4 中长时间循环后，电极没有容量损失，并且电荷密度明显高于基于石墨烯和聚苯胺的类似报道电极。对沉积条件的研究表明，N 掺杂的低聚物带是由重氮离子还原和二氨基萘氧化形成的，而 1,8 异构体对于大容量增加至关重要。容量增加至少有三个原因：带形成引起的微观表面积增加、含氮氧化还原中心的法拉第反应以及极化子形成导致的带电导率变化。开发了一种水相制造工艺，既提高了容量，又提高了稳定性，并且适合工业生产。二氨基萘衍生薄膜的高电荷密度、低成本制造和 <25 纳米厚度应该对平面和高表面积碳电极的实际应用具有吸引力。关键词：超级电容器、可再生能源、重氮还原、法拉第储能、导电聚合物/碳复合材料、N 掺杂碳材料
揭示循环期间用锰二氧化碳电极的酸性水性锌离子电池的局部pH值变化
随着能源过渡的不断发展，对锌离子电池（Azib）的研究正在受到更多关注，并且需要廉价且安全的固定储物电池的需求正在增长。由于没有最终揭示详细的反应机制，因此我们希望采用另一种方法来研究循环过程中pH值变化的重要性。通过向电解质（2 m ZnSO 4 + 0.1 m mNSO 4）添加pH指示剂，在操作过程中可视化操作过程中局部pH值变化。发现在循环过程中的总pH值增加，而在二氧化碳电极表面的紧邻近距离近距离临时pH值下降。此外，通过使用pH微电极在Operando测量中局部对此pH值变化进行了量化。测试了添加剂（十二烷基硫酸钠（SD），硫酸（H 2 SO 4））和操作电压的不同电解质组成。锰和锌的pH势型图揭示了pH值和潜在的极限，从而在较低的pH值和较高电位上的氧气进化处导致材料溶解。> 1.7 V.合并pH指示器，pH微电极测量值和pH值图的过程可以看作是一个适当的方法，以确定适当的工作窗口。©2020作者。由IOP Publishing Limited代表电化学学会出版。要获得商业重复使用的许可，请发送电子邮件至oa@electrochem.org。[doi：10.1149/1945-7111/ab6c57]这是根据创意共享属性的条款分发的一篇开放访问文章，非商业无衍生物4.0许可（CC BY- NC-ND，http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nc-nd/4.0/），如果没有任何原始的工作，则可以在任何原始工作中更改，从而允许在任何媒介中进行过重用，分发，并不更改。
对二氧化碳电还原碳平衡的洞察 - ...
在本研究中，严格分析了流动电解槽中高速率 CO 2 还原过程中的碳平衡。由于电化学还原和与电极-电解质界面处的 OH - 反应，气体扩散电极上的 CO 2 消耗导致流出电解槽的气体体积流量大幅降低，尤其是在使用高碱性电解质和高电流密度时，这主要是由于阴极/电解质界面处的 pH 值升高。如果不考虑 CO 2 消耗，在高电流密度 CO 2 还原条件下，特别是在高 pH 值电解质的情况下，主要气体产物的法拉第效率可能会被显著高估。此外，通过两步程序阐明了详细的碳平衡路径，即 CO 2 与阴极/电解质界面处的 OH - 反应，然后由于阳极附近 pH 值相对较低而在阳极/电解质界面处生成 CO 2。基于提出的两步碳平衡路径，对阳极电解液中释放的气体进行系统探索，揭示了 HCO 3 - 或 OH - 阴极电解液向 CO 3 2- 阴极电解液的转变，并通过 pH 测量进一步证实了这一点。
稳定低碳电力资源在发电深度脱碳中的作用
我们研究了稳定低碳资源与可变可再生资源、电池储能、需求灵活性和长距离传输相结合在发电脱碳中的作用。我们评估了近 1,000 个案例，涵盖不同的二氧化碳限值、技术不确定性以及需求和可再生资源潜力的地理差异。在完全脱碳的案例中，核能、具有碳捕获和封存功能的天然气以及生物能源等稳定低碳技术的可用性可将电力成本降低 10% 至 62%。在低于 50 gCO2/kWh 的排放量下，这些资源在绝大多数情况下都会降低成本。此外，随着排放限值的降低，几种资源的装机容量会非单调变化。这强调了需要根据对长期脱碳的贡献而不是中期目标来评估近期的政策和投资决策。所有资源的装机容量也受到不确定技术参数的强烈影响。这强调了广泛的研究组合和灵活的政策支持的重要性，因为它们可以扩大而不是限制未来的选择。
铅碳电池-LLC-1000
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脱碳电网大规模储能的前景
Shin-ichi Inage 要点总结 本文重点关注大规模储能系统在未来电力系统中可能发挥的作用。模拟的起点和基础是《能源技术展望 2008》（ETP）的 BLUE 电力供应情景（IEA，2008）。根据该情景，增加使用可再生能源和核能技术可在电力部门大幅减少二氧化碳排放方面发挥重要作用。通过增加使用这些技术，将减少化石燃料发电厂的使用以及随之而来的二氧化碳排放。在 BLUE Map 情景中，到 2050 年，风能和太阳能将占全球发电量的 12% 和 11%。风能和太阳能等可变输出可再生技术是不可调度的。由于这些技术占有很大份额，需要采取措施确保持续可靠的电力供应。虽然相关问题包括电压和频率变化等，但本报告重点关注频率稳定性。持续保持供需平衡对于实现这一目标至关重要，在当今的大多数电力系统中，中等负荷技术（如煤炭和天然气，有时还包括水力发电）在这方面发挥着主要作用。本文主要关注 2010 年至 2050 年之间所需的存储增长和全球总存储容量，以帮助平衡可再生能源占比较大的电力系统。可变可再生能源与天气相关的电力输出变化有关，这些变化包括几秒到几分钟的短期变化，叠加在几个小时的长期变化上。频率变化取决于短期变化，因此本报告重点关注短期变化。虽然单个风力发电厂或太阳能发电厂的产量可能有很大差异，但风力发电厂和光伏发电厂的广泛地理分布降低了整个系统看到的许多发电厂的净变化。可再生能源的净输出变化是本分析中的一个重要参数。到目前为止，这种平滑效应的影响因地区而异。如果单个风力发电厂和光伏发电厂的产出不相关，则变化程度会随着发电厂总数的平方根倒数而减小。另一方面，在风力发电厂和光伏发电厂数量众多的相对较小的地区，发电厂之间可能会表现出很强的相关性。在这种情况下，净变化仍然会很明显。电力系统适应供应变化的程度在很大程度上取决于其灵活性——衡量系统能够以多快的速度和多大的幅度增加或减少供应或需求，以始终保持平衡。有一系列措施可以提高电力系统的灵活性，从而提高它们适应可变可再生能源的程度。本文将探讨其中一种措施——储能。另一种选择是将相邻的电力系统互连。例如，在西欧 (WEU)，互连的电网和电力交易发挥着重要作用。