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World File Search System水系
水系统战略规划
大急流城供水系统是该州最古老的社区供水系统之一。该市于 1875 年建立并投入使用市政所有的大急流城供水系统。位于门罗的 Coldbrook 泵站建于 1910 年，并于 1912 年开始输送门罗过滤厂的水。直到 1940 年，该市都将大河的水作为其唯一水源。1940 年，该市在密歇根湖沿岸建造了一个原水泵站，并开始将原水泵送到门罗过滤厂进行处理。位于密歇根州西奥利夫的密歇根湖过滤厂建于 1962 年，随后于 1990 年扩建。当时，由于门罗过滤厂停止服务，密歇根湖成为大急流城供水系统的唯一水源。过滤厂从距离密歇根湖岸边近 1 英里的多个取水口取水。低扬程泵站将原水泵送到过滤厂进行处理。处理过的饮用水随后通过两条输水干管泵入城市。一条输水干管建于 1940 年，直径为 46 英寸，另一条输水干管建于 1992 年，直径为 60 英寸。
水系锌基电池研究进展
Zn Anode J. Electrochem. Soc. 2020，DOI:10.1149/1945-7111/ab7e90。Small Structures 2022，DOI:10.1002/sstr.202200323。ACS Appl. Energy Mater。2023，DOI:10.1021/acsaem.3c00572。隔膜和聚合物凝胶电解质 Adv. Energ. Mater。DOI:10.1002/aenm.202101594。（高 Zn DOD）ACS Applied Energy Mater。2022，DOI:10.1021/acsaem.2c01605。ACS Appl. Polym. Mater。2022，10.1021/acsapm.1c01798。 ACS Appl. Mater & Interface 2020，DOI：10.1021/acsami.0c14143。J. Power Sources 2018，DOI：10.1016/j.jpowsour.2018.05.072。Mater. Horiz. 2022 DOI：10.1039/D2MH00280A。（高压）聚合物 2022，DOI：10.3390/polym140304417。碱性条件下 Zn、Cu 或 Bi 的 ASV 分析电分析 2020，DOI：10.1002/elan.202060412。电分析 2017，DOI：10.1002/elan.201700337。电分析 2017，DOI：10.1002/elan.201700526。空气阴极 ACS 催化 2023，DOI：10.1021/acscatal.3c01348。选择评论 Acc. Mater. Res. 2023 DOI：10.1021/accountsmr.2c00221。J. Electrochem. Soc. 2020，DOI：10.1149/1945-7111/ab9406。化学前沿 2022。DOI：10.3389/fchem.2021.809535。MRS 能源维持。2021，DOI：10.1557/s43581-021-00018-4。Mater. Sci. Eng. R Rep. 2021，DOI：10.1016/j.mser.2020.100593。DOE 能源存储手册 2021，https://www.sandia.gov/ess-ssl/eshb/
基于钛化合物的锌氧水系电池无碳正极材料
摘要：全球变暖的影响要求开发高效的新型电池。最有前途的电池之一是 Zn-O 2 电池，因为它们提供第二大的理论能量密度，具有相关的安全性和足够长的循环寿命，适合大规模使用。然而，它们的工业应用受到一系列障碍的阻碍，例如初始充电和放电循环后能量密度快速降低、阴极效率有限或放电和充电之间的过电位升高。这项工作重点是合成钛化合物作为 Zn-O 2 水性电池阴极催化剂及其表征。结果表明，在空气中 500 ◦ C 热处理期间消除有机模板后，表面积为 350 m 2 /g。进行了不同的热处理，调整不同的参数，例如 500 ◦ C 的中间处理或使用的气氛和最终温度。对于没有 500 ◦ C 中间温度步骤的样品，表面面积仍然很高。拉曼光谱研究证实了样品的氮化。SEM 和 XRD 显示大中孔隙率和氮的存在，电化学评估证实了该材料在氧反应还原 (ORR)/氧释放反应 (OER) 分析和 Zn-O 2 电池测试中的催化性能。
先进锌离子水系电池正极材料的微观结构工程
锌离子电池（ZIBs）因其成本低、安全性高、资源丰富等特点而受到广泛关注。然而，到目前为止，寻找具有高工作电位、优异电化学活性和良好结构稳定性的正极材料仍然存在挑战。为了应对这些挑战，人们广泛研究了微结构工程来调节正极材料的物理性质，从而提高了ZIBs的电化学性能。本文主要集中于各种ZIB正极材料的微结构工程的最新研究成果，包括成分和晶体结构选择、晶体缺陷工程、层间工程和形貌设计。进一步讨论了ZIB正极性能对水性电解质的依赖性。最后，提出了ZIB正极材料微结构工程的未来前景和挑战。旨在深入了解微结构工程对Zn 2 +的影响
水性锌离子电池中 Zn2+ 溶剂化结构的调控综述
摘要 水系锌离子电池因其高功率密度、本质安全、低成本和环境友好等优点,近年来受到了广泛的关注。然而,其能量密度低、循环寿命短等缺点严重阻碍了其应用,这主要归因于锌枝晶、界面副反应、水分解引起的电位窗口窄等问题,而这些问题都与水系电解液中Zn 2 +的溶剂化结构密切相关。因此,本文全面总结了近年来调控Zn 2 +溶剂化结构的策略的研究进展,特别是锌盐、非水系共溶剂和功能添加剂对Zn 2 +溶剂化结构及其对水系锌离子电池电化学性能的影响。此外,本文还对具有独特溶剂化结构的水系电解液的设计和商业化所面临的挑战和可能的解决方案进行了展望。
两种模板限制合成的最新进展...
有机电解质的毒性、可燃性和腐蚀性构成了巨大的威胁。2 在这方面，基于水系电解质的 EES 设备例如水系超级电容器、3 水系锌电池（锌离子电池、锌碱性电池和锌空气电池）和水系碱金属离子电池已经成为研究热点。4 – 7 这些水系系统具有高安全性、优异的倍率性能和易于组装的特点，使其成为未来便携式 EES 的理想选择。电极材料是所有 EES 设备中必不可少的组成部分；因此，人们一直致力于付出巨大的努力来定制其创新的结构和成分设计。在水性电解质中，阳离子通常表现为水合形式，例如[Na(H2O)6]+、[K(H2O)8]+、[Mg(H2O)6]2+和[Al(H2O)6]3+，与有机电解质相比，其水合离子半径较大。8,9 与此相符的是，探索具有扩大层间距以实现离子快速插入的先进材料是非常可取的，特别是对于
利用沉积和剥离化学技术开发水系锰基电池的机遇
和可扩展的储能技术。[5–10] 可充电电池[11–19] 被认为是最有效的储能技术，已广泛应用于便携式电子设备、电动汽车和电网规模的储能。尽管锂离子电池在目前的电动汽车和便携式电子设备市场上占据主导地位，[20–24] 但由于成本相对较高、使用寿命有限和安全问题，它们在电网规模储能中的应用才刚刚起步。[25–30] 其他现有的可充电电池如钠硫 (Na-S)、铅酸和氧化还原液流电池已逐渐应用于电网储能，但它们遇到了需要克服的不同障碍，如图 1 所示。例如，Na-S 电池由于在高温 (≈ 350°C) 下工作而存在潜在的严重安全问题。铅酸电池的循环稳定性较差（通常少于 1000 次循环）。氧化还原液流电池的能量密度相对较低，系统成本较高。相比之下，水系充电电池由于制造简单、运行速度快、安全性好，为电网储能提供了一种替代的储能技术。[31–37] 其中，水系锰 (Mn) 电池由于具有成本低等优势，吸引了大量研究和行业关注，[38,39]
混合钠空气电池能否胜过非水系钠氧电池？
锂离子电池是当今电力平台的重要组成部分。锂离子电池在所有便携式电子设备、电动和混合动力汽车以及电网规模的储能系统中都有广泛的应用。[4] 但由于电池行业需要近 50% 的可用锂资源，因此锂离子电池能否大规模生产用于电网应用尚不确定。[5f] 此外，锂离子在非质子电解质中的电导率有限以及安全性较差也可能对其大规模利用造成问题。这些缺点促使研究人员寻找替代锂离子电池的新型储能技术，其中可充电金属空气电池成为一种有前途的新型电能存储技术（图 1）。通常，金属空气电池（Li 或 Na）比锂离子电池具有更高的理论比能，这使得金属空气电池系统对混合动力和混合动力电动汽车具有吸引力和实用性。 [6] 以金属为阳极、氧为阴极活性材料的电化学电力装置具有最高的能量密度，因为后者不存储在装置内部，而是可从环境中获取。锂空气电池（LAB）的理论比能量与汽油的理论比能量相当。[5c,7] 空气阴极性能限制了电池容量，危及 LAB 技术的商业成功。首先，无论是碱性还是酸性水性电解质，在阴极反应过程中都会消耗溶剂。其次，由于孔口/开口的堵塞导致放电不完全。[8] 因此，提高 LAB 性能的可能途径之一是阴极材料结构，[9] 它可以保持活性锂离子和氧气的传输，并且可以填充大量氧还原反应（ORR）的产物而不会堵塞孔隙。在燃料电池的气体扩散电极 (GDE) 领域中，双孔材料有望提高能量容量。[10] 第三，空气阴极性能下降。空气阴极提供大部分电池能量，因此电池电压降最大。[11] 放电过程中 LiO 2 的积累产生了混合产物，充电时的高电压导致溶剂分解，同时过氧化锂也发生还原。[12] 氧溶解度和扩散速率成为影响电池能量容量的关键因素。使用氧溶解度高和氧扩散率高的电解质可提高阴极容量。[8,13]
水系锌离子电池正极材料稳定性优化策略：简要回顾
在新型储能器件中，水系锌离子电池（AZIBs）凭借低成本、高安全、绿色环保等显著优势成为当前的研究热点，但其正极材料的循环稳定性不尽如人意，给AZIBs的实际应用带来了很大的障碍。近年来，围绕AZIBs正极材料稳定性优化策略开展了大量系统而深入的研究。本文总结了正极材料循环稳定性衰减的因素以及通过空位、掺杂、目标修饰、组合工程等优化AZIBs正极材料稳定性的策略，并提出了相关优化策略的机理和适用的材料体系，最后提出了未来的研究方向。