具有极快响应时间的爆炸能量转换材料在能源、医疗、国防和采矿领域有着广泛且日益增长的应用。对该领域潜在机制的研究和新候选材料的搜索非常有限,以至于环境不友好的 Pb(Zr,Ti)O 3 在半个世纪后仍然占主导地位。在这里,我们报告了一种以前未被发现的无铅 (Ag 0.935 K 0.065 )NbO 3 材料的发现,该材料具有创纪录的高能量存储密度 5.401 J/g,可在 1.8 微秒内实现约 22 A 的脉冲电流。它还表现出高达 150°C 的优异温度稳定性。各种现场实验和理论研究表明,这种爆炸能量转换的潜在机制可以归因于压力引起的八面体倾斜变化,从 a − a − c + 到 a − a − c − / a − a − c +,这与不可逆的压力驱动铁电-反铁电相变一致。这项工作为 Pb(Zr,Ti)O 3 提供了一种高性能替代品,也为进一步开发用于爆炸能量转换的新材料和设备提供了指导。
本研究重点介绍了铁矿石在新型高能量密度化学链固定床反应器中的应用,该反应器可用于储能和备用电源。该反应器设计用于对大型铁填料床进行缓慢扩散控制氧化,从而提供加热高压气流所需的能量,同时避免出现较大的温度分布和热点。进行了热重试验,以评估铁矿石在反应器条件下作为氧载体的性能,即在颗粒周围极低的 O 2 浓度和较长的反应时间内进行氧化。使用 dp 50 = 4 – 150 μ m 固体分析了粒度对反应性和最大转化率的影响。随着粒度减小,观察到转化率更高,在 980 ◦ C 下 dp 50 = 4 μ m 固体的快速氧化阶段结束时转化率高达 93%。在预期的反应器条件下,经过 30 次以上的氧化还原循环,确认了细小材料的可逆性能。这些测试表明,细颗粒是最大化反应堆能量存储密度的首选。进一步的分析证明了扩散控制氧化还原细铁矿石超过 100 分钟的可行性,从而表明它是所研究反应堆的有前途的候选材料。
摘要:提议三维垂直电阻随机访问记忆(VRRAM)作为增加电阻存储器存储密度的有前途的候选者,但是3-D VRRAM阵列的性能评估机制仍然不够成熟。先前评估3-D VRRAM性能的方法是基于写入和读取余量的。但是,3-D VRRAM阵列的泄漏电流(LC)也是一个问题。多余的泄漏电流不仅降低了记忆单元的读/写公差和责任,还可以增加整个数组的功耗。在本文中,使用3-D电路HSPICE模拟来分析3-D VRRAM体系结构中阵列大小和操作电压对泄漏电流的影响。模拟结果表明,迅速增加泄漏电流显着影响3-D层的尺寸。高读取电压是提高读取余量的预告仪。但是,泄漏电流也增加。减轻这一冲突需要在设置输入电压时进行权衡。通过分析多位操作对整体泄漏电流的影响,提出了提高阵列读/写入效率的方法。最后,本文探讨了减少3-D VRRAM阵列中泄漏电流的不同方法。本文提出的泄漏电流模型为3-D VRRAM阵列的初始设计提供了有效的性能预测解决方案。
热能电气化要求开发创新型家用热电池,以有效平衡能源需求和可再生能源供应。热化学储热系统由于其高热能存储密度和最小的热损失,在支持供暖电气化方面显示出巨大的前景。在这些系统中,基于盐水合物的热化学系统特别有吸引力。然而,它们在蒸汽存在下确实存在缓慢的水合动力学问题,这限制了可实现的功率密度。此外,它们相对较高的脱水温度阻碍了它们在支持供暖系统中的应用。此外,在供暖应用中实施这些系统时,仍然存在关于适当的热力学、物理、动力学、化学和经济要求的挑战。本研究分析了一种基于醋酸钠与液态水直接水合的热化学储能方案。所提出的方案满足了供暖应用的众多要求。通过直接将液态水添加到盐中,实现了前所未有的 5.96 W/g 的功率密度,比之前报道的其他利用蒸汽的盐基系统高出近两个数量级。尽管由于潮解和颗粒聚集,反应性会下降,但事实证明,通过加入 10% 的二氧化硅可以有效缓解这种失活,从而实现较低但稳定的能量和功率密度值。此外,与之前研究的其他盐不同,乙酸钠可以在热泵等电加热系统的理想温度范围内完全脱水(40 ◦ C - 60 ◦ C)。通过实验分析确定了所提方案在脱水、水合和多循环行为方面的性能。
本文介绍了在世界上第一个电网规模 150 kW e 泵送热能存储 (PHES) 演示系统的调试和测试中开展的研究。该系统采用了两个新型分层填充床热存储器。本研究通过实验研究了其中一个被称为“热存储器”的存储器,其能量存储密度为 1072 MJ/m 3 ,存储温度为 500 ◦ C ,压力为 12 bar。分层存储器是普通填充床存储器的增强版,可提供更高程度的热分层。实验表明,分层可使压力损失降低约 64%,同时产生更窄的温跃层。在考虑标称设计条件下的简单和分层模式操作的情况下,基于第一定律分析计算了往返效率、存储容量和利用率。考虑了两种循环控制场景:基于时间和基于温度。在基于时间的场景中,存储器在两种模式下的性能几乎相似。然而,在基于温度的场景中,分层模式表现更佳。在循环运行期间,分层模式表现更佳,因为它仅在第 3 个循环中就达到稳定状态,且效率、容量和利用率没有任何损失;简单模式的效率具有竞争力,但容量和利用率在每个连续循环后都会下降,并且在第 20 个循环中达到稳定状态。还进行了第二定律分析,以深入了解各种损失及其对性能的影响。
纳米结构在过去四十年中的线性和二维到三维纳米版本不等。8这些纳米结构包括分支的DNA基序,12,20瓦组件,8,21 - 23个折纸结构,24 - 27纳米范围28和动态纳米结构。29,30 DNA纳米技术已成为一种有前途的技术,其优势比传统材料(包括高存储密度,潜在的低能量需求和长期稳定性)具有多种优势。the lyd已经在结构生物学,生物物理学和药物生物学中解决了解决基本科学问题的应用。4这些应用包括组织工程,4,31 - 34个免疫工程,35,36药物输送,37 - 45疾病诊断4,46,47和分子生物学工具或生物传感器。45,47,48 DNA结构与其他生物聚合物和纳米纳米材料相比具有独特的特性。基于DNA的纳米材料的结构允许iveistions cessigity,因为可以将每条线串联或与伸展的臂连接。DNA框架的组装为药物分子提供了一个空心的内部空间,从而实现了有效的药物递送。DNA纳米颗粒具有负电荷,可以通过静电吸引力整合带正电的物质。它们可以用作建筑材料的构建块和治疗剂,例如在自组装的球形核酸中表现出高细胞摄取并执行基因敲低。49
从历史上看,记忆技术已根据其存储密度,成本和潜伏期进行了评估。除了这些指标之外,在低区域和能源成本中启用更智能和智能的计算平台的需求带来了有趣的途径,以利用非挥发性记忆(NVM)技术。在本文中,我们专注于非易失性记忆技术及其在生物启发的神经形态计算中的应用,从而实现了基于尖峰的机器智能。与先进的连续价值神经网络相比,基于离散的神经元“动作电位”的尖峰神经网络(SNN)不仅是生物纤维,而且是实现能量的有吸引力的候选者。nvms提供了实施几乎所有层次结构(包括设备,电路,体系结构和算法)几乎所有层次结构的区域和能量snn计算面料的承诺。可以利用NVM的内在装置物理学来模拟单个神经元和突触的动态。这些设备可以连接在密集的横杆状电路中,从而实现了神经网络所需的内存,高度平行的点产生计算。在架构上,可以以分布式的方式连接此类横梁,从而引入其他系统级并行性,这是与传统的Von-Neumann架构的根本性。最后,可以利用基于NVM的基础硬件和学习算法的跨层优化,以在学习和减轻硬件Inaccu-Racies方面的韧性。手稿首先引入神经形态计算要求和非易失性记忆技术。随后,我们不仅提供了关键作品的审查,而且还仔细仔细审查了从设备到电流到架构的不同抽象级别的各种NVM技术的挑战和机遇,以及硬件和算法的共同设计。
关键词:化学合成,氧化铜(CUO),氧化锰(Mn 2 O 3)和Mn 2 O 3 /cuonanomamatials,超级电容器,环状伏安仪。1。Introduction: Mn 2 O 3 (manganese oxide) is helpful for supercapacitor applications due to its high specific capacitance, good electrical conductivity, and excellent electrochemical stability[1].Mn 2 O 3 is a non-toxic and environmentally benign material, making it suitable for sustainable energy storage applications[2].Mn 2 O 3 has a high specific capacitance, typically 200-400 F/g, which allows for high energy超级电容器中的存储密度[1,3] .mn 2 O 3具有相当好的电导率,可实现快速充电/放电速率和超级电容器的高功率密度。mn 2 O 3具有出色的电化学稳定性,可以长期循环寿命和超级电容器应用中的可靠性能[4] .cuo(氧化铜)可以表现出高达1000 f/g的特定电容,从而实现高能量密度。CuO的电导率比某些金属氧化物具有更好的电导率,从而改善了功率传递。它会经历可逆的还原氧化,导致高电容[5,6] .Combining Mn 2 O 3's和CuO的高电容(分别高达400 f/g和1000 f/g,分别为400 f/g和1000 f/g)会在MN 2 O 3/CUO组合中带来较低的整体电容性能[7]。 MN2O3,提高功率传递。两种金属氧化物的可逆氧化还原反应有助于高能量存储能力[8,9]。与单个氧化物相比,复合结构可以改善电化学稳定性。这些优点使用含有的土壤和低成本材料(如Mn和Cu)使这些复合材料在商业上可行[10]。
背景:DNA存储是一种非易失性存储技术,用于将数据作为合成DNA字符串存储,可提供前所未有的存储密度和耐用性。然而,将DNA用作实用的数字信息存储介质仍然是一个谜,因为这非常昂贵,并且需要大量时间将数据编码和解码数据与合成DNA进行编码和解码。更重要的是,DNA存储管道的各个阶段(例如,合成,测序等)是易误。此外,DNA会随着时间的流逝而衰减,合成DNA的可靠性取决于各个方面,包括保存介质和温度。允许信息的完美存储和恢复,从而使其与现有的基于闪光灯或磁带技术的竞争性,高级错误保护方案是必不可少的。然而,评估和比较现实模型条件下的各种DNA存储技术和错误纠正代码 - 包括广泛的合成培养基,测序技术,温度和持续时间 - 是非常时间的汇总和昂贵的。结果:在这项研究中,我们提出了种子,这是一种基于误差模型的模拟器,以模仿DNA存储不同阶段累积误差的过程。种子是第一个已知的模拟器,它结合了各种经验得出的统计(或随机?)错误模型,模仿DNA存储中各个阶段的不同类型的误差类型的产生和传播。它的有效性与许多已发表的湿lab实验的数据进行了评估。结论:种子易于使用,并提供灵活的和固定的参数设置,以模仿DNA存储中的误差模型。对体外实验结果的验证表明,其有望模仿DNA存储中错误产生和传播的随机模型。种子可作为带服务器端应用程序的Web界面以及便携式跨平台本机应用程序(可在givethelink中找到)提供。
单单元 DRAM 错误率的不断上升促使 DRAM 制造商采用片上纠错编码 (ECC),该编码完全在 DRAM 芯片内运行,以提高工厂产量。片上 ECC 功能及其对 DRAM 可靠性的影响被视为商业机密,因此只有制造商才知道片上 ECC 如何改变外部可见的可靠性特性。因此,片上 ECC 阻碍了第三方 DRAM 客户(例如测试工程师、实验研究人员),他们通常根据这些特性设计、测试和验证系统。为了让第三方准确了解片上 ECC 在错误校正过程中如何转换 DRAM 错误模式,我们引入了比特精确 ECC 恢复 (BEER),这是一种无需硬件工具、无需有关 DRAM 芯片或片上 ECC 机制的先决知识或无需访问 ECC 元数据(例如错误综合征、奇偶校验信息)即可确定完整 DRAM 片上 ECC 功能(即其奇偶校验矩阵)的新方法。BEER 利用了关键洞察,即使用精心设计的测试模式非侵入式地诱导数据保留错误会揭示特定 ECC 功能所独有的行为。我们使用 BEER 来识别来自三大 DRAM 制造商的 80 个带有片上 ECC 的真实 LPDDR4 DRAM 芯片的 ECC 功能。我们评估了 BEER 在模拟中的正确性和在真实系统上的性能,以表明 BEER 在各种片上 ECC 功能中都是有效且实用的。为了证明 BEER 的价值,我们提出并讨论了第三方可以使用 BEER 来改进其设计和测试实践的几种方法。作为一个具体的例子,我们介绍并评估了 BEEP,这是第一种错误分析方法,它使用已知的片上 ECC 功能来恢复导致可观察的后校正错误的不可观察的原始位错误的数量和位精确位置。1. 简介动态随机存取存储器 (DRAM) 是各种计算平台上系统主存储器的主要选择,因为它相对于其他存储器技术具有优惠的每位成本。DRAM 制造商通过提高设备代之间的原始存储密度来保持竞争优势。不幸的是,这些改进很大程度上依赖于工艺技术的扩展,这会导致严重的可靠性问题,从而降低工厂产量。DRAM 制造商传统上使用行/列备用等制造后修复技术来减少产量损失 [51]。然而,现代 DRAM 芯片技术的不断扩展需要更强大的错误缓解机制才能保持可行性,因为在较小的工艺技术节点上,随机单比特错误越来越频繁 [39,76,89,99,109,119,120,124,127,129,133,160]。因此,DRAM 制造商已经开始使用片上纠错编码(片上 ECC),它可以悄悄地纠正单比特错误