多孔碳材料在许多用于存储和转换的电化学设备中具有非常重要的意义。因此,对具有改进的化学和结构特性的新碳材料的设计越来越感兴趣,从而增强其电化学性能,从而提供高能量和功率密度以及长期的循环性。为了满足这一要求,研究人员正在不断寻找满足上述验证的新型碳材料。在这方面,碳纳米球(CNSS)引起了极大的关注,因为除了碳材料的典型特征外,它们具有短的扩散途径,可提供快速动力学,这是先进的电化学能源系统的重要特征。本综述总结了用于生产非空心碳纳米球的合成策略,包括基于硬使用的方法(例如二氧化硅)或软(例如表面活性剂)模板以及无模板的程序,涉及聚合物纳米球的产生及其转化为CNSS和多孔碳纳米球(PCNSS)。此外,在储能设备(例如超级电池,电池)中使用CNSS和PCNS作为电极(例如碱,锂硫等。)或锂离子电容器以及用于能量转化的ORR电催化剂。©2021作者。由Elsevier Ltd.这是CC BY-NC-ND许可证(http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)下的开放访问文章。
doi:https://doi.org/10.2298/SOS2001001F UDK: 546.271;622.785;676.056.73 超耐火过渡金属二硼化物陶瓷的致密化 WG Fahrenholtz 1*)、GE Hilmas 1、Ruixing Li 2 1 密苏里科技大学,密苏里州罗拉 2 北京航空航天大学,北京,中国 摘要:回顾了过渡金属二硼化物的致密化行为,重点介绍了 ZrB 2 和 HfB 2 。这些化合物被认为是超高温陶瓷,因为它们的熔点高于 3000°C。过渡金属二硼化物的共价键很强,导致熔点极高,自扩散系数低,因此很难对其进行致密化。此外,粉末颗粒表面的氧化物杂质会促进颗粒粗化,从而进一步抑制致密化。20 世纪 90 年代之前的研究主要采用热压进行致密化。这些报告揭示了致密化机制,并确定有效致密化需要氧杂质含量低于 0.5 wt%。后续研究采用了先进的烧结方法,如放电等离子烧结和反应热压,以生产出接近全密度和更高金属纯度的材料。还需要进一步研究以确定基本的致密化机制并进一步改善过渡金属二硼化物的高温性能。关键词:过渡金属二硼化物;致密化;烧结;热压。1. 简介过渡金属二硼化物 (TMB2) 作为用于极端环境的材料已被研究多年。 1-7 多种 TMB2 被视为超高温陶瓷 (UHTC),因为它们的熔点超过 3000°C,其中包括 TiB 2 、ZrB 2 、HfB 2 和 TaB 2。其他 TMB2,例如 OsB 2 和 ReB 2,作为新型超硬材料备受关注。8-10 TMB2 拥有不同寻常的性能组合,例如金属般的热导率和电导率以及陶瓷般的硬度和弹性模量,这是由共价键、金属键和离子键特性的复杂组合产生的。11-13 由于其性能,TMB2 被提议用于极端温度、热通量、辐射水平、应变速率或化学反应性,这些都超出了现有材料的能力。通常提到的 TMB2 的一些潜在应用包括高超音速航空航天飞行器、火箭发动机、超燃冲压发动机、轻型装甲、高速切削工具、熔融金属接触应用的耐火材料、核聚变反应堆的等离子体材料以及先进核裂变反应堆的燃料形式。5,14-22 TMB2 具有极高的熔化温度和硬度值,而同样的特性也使 TMB2 难以致密化。陶瓷材料的致密化可以通过多种方法实现。许多商用陶瓷都是通过无压烧结粉末加工方法制造的部件生产的。23-25有些陶瓷很难通过无压烧结致密化。
1 智利天主教大学物理学院天体物理研究所,Casilla 306,Santiago 22,智利 电子邮件:gventuri@astro.puc.cl 2 INAF-Arcetri 天体物理天文台,Largo E. Fermi 5,50125 Florence,意大利 电子邮件:giacomo.venturi@inaf.it 3 佛罗伦萨大学物理与天文系,Via G. Sansone 1,50019 Sesto Fiorentino,佛罗伦萨,意大利 4 空间望远镜科学研究所,3700 San Martin Drive,Baltimore,MD 21218,美国 5 高等师范学校,Piazza dei Cavalieri 7,56126 Pisa,意大利 6 剑桥大学卡文迪什实验室,19 JJ Thomson Ave.,剑桥 CB3 0HE,英国 7 剑桥大学卡夫利宇宙学研究所,剑桥 Madingley Road CB3 0HA,英国 8 伦敦大学学院物理与天文系,伦敦 WC1E 6BT 高尔街,英国 9 天体生物学中心(CSIC-INTA),天体物理学系。 de Ajalvir Km. 4, 28850 Torrejón de Ardoz,马德里,西班牙 10 悉尼天文研究所,悉尼大学物理学院,悉尼,新南威尔士州 2006,澳大利亚 11 ARC 三维全天空天体物理学卓越中心(ASTRO-3D),堪培拉 ACT2611,澳大利亚 12 巴克内尔大学物理与天文系,刘易斯堡,宾夕法尼亚州 17837,美国
可以通过更高的密度和更高的能源效率的房屋替换陈旧的库存来减少房屋的能源足迹,该房屋配备了可再生能源的能源生产。在这项研究中,考虑了一个“双密度”模拟方案,在该场景中,社区中每个现有的独立房屋被同一土地上的两个相等起居区的房屋取代。新房屋被认为配备了多种能源效率措施(信封,HVAC和家用热水)和建筑物集成的光伏(BIPV)屋顶。TRNSYS软件用于模拟加拿大魁北克蒙特利尔建筑物的年度能源性能(45.5°N)。发现这两个新房屋可容纳同一土地上的两倍的人数,其能量比现有房屋少30%。单独使用的新房屋所需的电力比现有房屋少65%(从22,560降低到7,850 kWh yr -1)。此外,安装在两个新房屋上的BIPV屋顶可能会产生近三倍的电力(44,000 kWh yr -1)(15,700 kWh yr -1)。每年,BIPV系统可以直接提供房屋电力的近一半(44%)。年度太阳能发电的显着部分(84%)可以在房屋上直接使用,可以在现场存储以供以后用于增加自我消耗(例如,电力对电能或电力电动汽车),或者可以将其导出到在其他地方的网格中的脱碳(E.G.燃料,Hydrogen,Hydrogen)的脱碳化。能源有效构建和现场可再生能源生产的综合作用将使乘员从消费5,640 kWh yr-1转变为生产3,540 kWh yr-1。住宅致密化可以显着促进现有社区进入弹性的积极能源区。