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World File Search System电化学能
课程描述（表格 H）
课程概述 课程描述 能源基础知识、化石燃料、可再生能源第一部分：太阳辐射和太阳能（热能、光伏能和电化学能）、可再生能源第二部分：替代品（水电、风能、海洋热能转换、生物质能、地热能、潮汐能和波浪能）、能源节约与储存、能源与交通、空气污染与环境。
简历
能力 Silvia Bodoardo 的主要研究活动是在都灵理工大学的电化学小组，该小组开展了综合的国内和国际研究活动，这些研究活动由众多出版物记录，这些出版物记录了备受尊敬的外国研究人员以及国家和欧洲研究项目，候选人是这些项目的协调员或当地科学官员。多年来，研究一直专注于物理化学领域的各种研究方向，特别是电化学，研究催化材料和与某些类型的电化学能发生器相关的材料的电化学行为。主要研究课题为： - 碱性电池活性物质二氧化锰的结构特征和电化学性质（1991-2001） - 铅酸蓄电池（1995-1999） - 超导材料研究（2003-2005） - 锂离子电池电极材料研究 - 锂离子电池阳极等高容量材料研究 - 锂离子电池阴极等高电位材料研究 - 锂硫电池电极和电解材料研究 - 锂空气电池电极和电解材料研究 - 锂离子电池工业电池特性研究 - 电化学混合系统研究：高能量 / 高功率
固溶体 Ti y Nb 2-y CT x MXenes 中的电子特性与 M 位成分的关联
在电磁干扰屏蔽、天线和电化学能存储与转换电极等应用中，MXene 薄膜需要具有高电导率。由于采用基于酸蚀的合成方法，因此很难分解化学成分和薄片尺寸等因素对电阻率的相对重要性。为了了解内在和外在因素对宏观电子传输特性的贡献，对 Ti y Nb 2- y CT x 系统中的固溶体进行了控制成分和结构参数的系统研究。特别是，我们研究了金属（M）位成分、薄片尺寸和 d 间距对宏观传输的不同作用。硬 x 射线光电子能谱和光谱椭圆偏振法揭示了 M 位合金化引起的电子结构变化。与光谱结果一致，低温和室温电导率以及有效载流子迁移率与 Ti 含量相关，而薄片尺寸和 d 间距的影响在低温传输中最为突出。该结果为设计和制造具有广泛电导率的 MXene 提供了指导。
工业储能评论
随着美国在 2050 年实现净零碳排放 (Kerry 2021)，需要向可再生能源发电过渡。然而，高渗透率的可再生能源发电的可变性可能导致电力生产和输送不平衡。这些不平衡可以通过部署储能来避免。储能可以通过提高能源效率和减少温室气体排放为工业部门增加重大价值 (Mitali、Dhinakaran 和 Mohamad 2022；Kabeyi 和 Olanrewaju 2022)。预计未来几十年全球工业储能将增长 2.6 倍，从略高于 60 GWh 增长到 2030 年的 167 GWh (“储能大挑战：储能市场报告”2020)。灵活、集成和响应迅速的工业储能对于从化石燃料过渡到可再生能源至关重要。挑战在于平衡储能能力与特定工业应用的电力和能源需求。储能技术可根据储能形式进行分类。最常见的形式包括热能、化学能、电化学能和机械能存储技术 (Rahman et al. 2020)。最合适的存储技术将取决于工业应用的独特能源需求。
致密（非空心）碳纳米球
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。
电化学电容器和电池发展概述 - 第一部分
摘要：2019 年诺贝尔化学奖认可了锂离子电池的重要性以及它们在过去三十年中引发的革命。它们属于更广泛的电化学储能设备类别，用于需要按需使用电能的地方，因此，电化学能会根据应用要求转换为电能。这为储能设备的利用开辟了多种可能性，除了众所周知的移动应用之外，还有助于实现能源生产和分配的脱碳。在本系列分为两部分的评论中，将探讨两种主要类型的储能设备：电化学电容器（第一部分）和可充电电池（第二部分）。更具体地说，我们将讨论每种设备中使用的材料、它们在储能过程中的主要作用、它们的优点和缺点，尤其是提高其性能的策略。在本部分中，将讨论电化学电容器。考虑到电极/电解质表面的过程及其对性能的影响，解释了它们与电池的根本区别。本文将回顾电化学电容器中使用的材料，包括双层电容器和伪电容材料，并强调电解质的重要性。作为这些策略的重要组成部分，还将探讨生产纳米粒子的合成路线（第一部分）。
电池成本的增加——AEMO 的 2030 年计划及未来
100% VRE 电网设计可行吗？詹姆斯·泰勒（2023 年 1 月 12 日更新 1）简介总理和能源部长确信，到 2050 年，澳大利亚需要 100% 可再生能源。事实上，目标是到 2030 年达到 82%——足够接近 100%。系统设计原则在我们了解如何实现这一目标之前，必须了解系统设计的一个关键原则：“高可靠性系统设计必须基于最坏情况，然后在顶部加入安全裕度，以防止系统能力可能下降。”这一原则在 AEMO 和 CSIRO 的报告中几乎完全不存在和忽略。相反，他们倾向于使用平均条件，完全不考虑最坏情况的现实，并希望一切都会好起来。在现实世界的专业工程中，无论是商用喷气式飞机、桥梁还是建筑物，生命都取决于这一点。如果做错了，会受到严厉的惩罚。必须要问的问题是：更多的电池能否挽救 AEMO 灾难性的 2030 计划？基本情况是，NEM 向客户提供电力，而电池储存能量，这只是电力 x 时间。此外，将电能转换为电化学能然后再转换回电网电力的过程效率为 80-90%，这意味着高达 20% 的输入功率被浪费为热量。电网电池有两个参数：存储能量容量 (MWh) 和最大功率输出 (MW) – 通常在 1 - 2 小时的最小放电期内。（较高功率下较短的放电可能会损坏电池。）电池可以在较长时间内提供较低的功率输出，直至其存储能量的极限。最坏的情况是什么？有五种。1 NEM 必须在最大需求时可靠地向客户提供电力。AEMO 的 ESOO（2022 年 8 月）以超额概率 (POE) 的形式说明了 2030 年的最大功率。
利用新型功能化氧化石墨烯电极增强电容去离子化
为了降低 RO 工艺的能量需求，研究人员还在研究其他技术，如纳滤。[3–5] 在这些技术中，电容去离子 (CDI) 在能耗、工艺简单、减少结垢和低成本方面具有众多优势。[6] 对于 CDI，不需要膜和压力。盐通过电场去除，并以双电层 (EDL) 的形式储存在多孔介质中以产生淡水。电容技术的传统电极依赖于高导电性和高表面积的碳基材料。[7–10] CDI 的工作原理与流体电化学电容器相同；[11] 对浸入含有电解质的溶液中的两个多孔电极施加电压，离子被吸引到电极表面并形成 EDL。这种机制可以在不施加过压的情况下从水中去除盐分，由于没有机械运动部件，因此维护工作量较少。此外，能量不会在此过程中损失，而是以电化学能的形式储存在电极内部。因此，它可以以静电荷存储特有的极高效率进行回收。遗憾的是，这项技术的现状与更成熟的反渗透技术的性能还相差甚远。[7,12] 必须开发出具有高除盐率、低能量损失和可扩展工艺的新材料。在这种情况下，具有净表面电荷的功能化材料引起了科学界的极大兴趣。[13–15] 众所周知，控制表面电荷的种类可以提高 CDI 设备的脱盐性能，因为这与微调零电荷电位 (V PZC ) 的可能性直接相关。 [16,17] V PZC 是必须施加在电极上以确保其表面电中性的电位。通常，每种材料都有自己的 V PZC，这取决于其表面存在的化学物质。例如，由高氧化度碳原子构成的氧化石墨烯 (GO) 在水中始终显示负的 z 电位，因此如果用作 CDI 电极材料，则具有正的 V PZC。考虑电极 V PZC > 0 的情况将有助于阐明这一概念。在平衡状态下，该电极的表面将充满正电荷。然后，如果施加大于 V PZC 的电压，就会发生称为“共离子驱逐”的现象。从 0 到 V PZC 的电位将用于排出表面上自然存在的正电荷（同离子），而其余部分（ V − V PZC ）将用于存储负电荷（反离子）。类似的推理
储能和电动汽车先进技术
世界对能源的需求一直在快速增长。煤炭和石油等可用自然资源的快速枯竭导致传统系统无法公平和可持续地满足日益增长的能源需求。当前的趋势清楚地表明，世界将面临传统能源资源本土可用性的限制。因此，需要高效且经济地满足能源需求。近年来，现代电网网络变得更加复杂和互联，以应对可再生能源分布式发电（DG）（如风能和太阳能光伏机组、电动汽车（EV）、储能系统（ESS）、不断增长的电力需求和电力市场重组）的大规模渗透[1,2]。在过去的几十年里，由于全世界环保意识的增强，电力部门的脱碳成为能源转型路线图的核心。风能、太阳能、水力发电、生物质能、地热能等可再生能源（RES）可以从自然资源中发电，以减少能源短缺和排放。随着可再生能源和电动汽车的普及，了解和研究这些资源在电网中高普及率的影响和含义势在必行。然而，如果不与储能系统结合，这些可再生能源和电动汽车就不能作为长期的电力解决方案 [ 3 ]。这些可再生能源和电动汽车的变化性和间歇性导致电网的不确定性增加，除了电力需求的不确定性之外，这意味着更复杂的操作和控制。随着可再生能源的大规模普及和电动汽车数量的增加，储能系统已成为必然。能量可以以多种形式储存，如动能、势能、电化学能等。这种储存的能量可以在电力短缺的情况下使用。这些存储系统提供可靠、连续和可持续的电力，同时提供各种其他好处，如降低峰值、提供辅助服务、提高可靠性等。储能系统需要处理电网中需求和供应之间的功率偏差/不匹配。对于独立系统和并网系统，这些 ESS 用于从 RES 中提供持续发电 [4]。最近，多个 ESS 的组合有所增加，因为它比使用单个 ESS 提供更多好处。混合 ESS 结合了各种储能元件的特性，以提高系统的可靠性和稳定性。电动汽车已被用来克服污染和排放问题。然而，适当的电动汽车 (EV) 充电基础设施对于确保完成完整的往返行程起着至关重要的作用。许多消费者面临驾驶里程焦虑、电动汽车充电站的可用性、电动汽车充电时间较长，是购买电动汽车的障碍。最近，提出的无线电力传输技术可以在电动汽车行驶时为其充电，并有效地减小电池组的尺寸，从而提高整体可靠性和效率 [ 5 ]。许多研究人员提出了新的电网整合技术、可再生能源的最佳利用作为电动汽车充电站的解决方案以及电动汽车的整合。