简介:摘要:随着能源危机以及环境污染问题日益严峻,以石油、煤和天然气等传统化石能源为主导的能源结构逐渐无法满足世界各国不断增长的能源需求,因此开发清洁高效可再生的新能源体系迫在眉睫。电化学能源转换与存储主要涉及二次电池、电解水制氢、电催化CO2/N2还原、电合成精细化学品/燃料、超级电容器等体系。近年来,在高效电极材料、电催化剂、电解液、隔膜以及系统等方面均取得了较大的成绩,基本实现在实验室中材料的可控制备和系统的正常运行。但是,仍然面临着一些关键的科学和技术问题,距离其大规模工业化应用仍存在差距。事实上,在研发和工业生产的过程中,涉及了化学、化工、能源、材料等多个学科和领域,其中在化学工程领域,三传一反、产品分离以及环境等问题都不容忽视。基于此,本篇文章对化学工程视野下的电化学能源转换与存储进行研究,以供参考。
简介:摘要:化学工业是中国的支柱型产业,随着化学工业的繁荣发展,化学工程技术也在不断完善。为了能够更好地顺应时代发展需求,确保化学生产安全性、可靠性、高效性,对化学工程技术进行深入探究是非常必要的。以风力/太阳能等为代表的间歇性可再生能源发电技术为能源快速发展注入了新的活力和契机。为此,发展这些电能的高效转换与存储体系至关重要,已成为当今世界范围内的重大挑战性课题之一。基于此,本文讨论和展望了化学工程视野下的电化学能源转换与存储技术的未来发展方向,为解决该领域工业化发展中的关键科学和技术问题提供了有效指导,将全面促进电化学能源转换与存储领域的快速发展。
简介:摘要:以风力/太阳能等为代表的间歇性可再生能源发电技术为能源快速发展注入了新的活和契机。为此,发展这些电能的高效转换与存储体系至关重要,已成为当今世界范围内的重大挑战性课题之一。基于此,本文讨论和展望了化学工程视野下的电化学能源转换与存储技术的未来发展方向,为解决该领域工业化发展中的关键科学和技术问题提供了有效指导,将全面促进电化学能源转换与存储领域的快速发展。文章从化学工程的视角综述了电化学能源转换与存储技术 (二次电池、超级电容器、电化学催化等) 的国内外研究发展状况,指出并剖析了该体系存在的关键科学/技术问题,主要内容包括电化学能源转换与存储领域中的三传一反、系统工程、分离工程以及绿色节能新策略等。
简介:摘要:在清洁高效的可再生能源和可再生能源系统建设中,主要的电化学能量转换系统对电化学能量转换设备至关重要,包括燃料电池、移动电池、液体电解制氢、电化学还原二氧化碳等。它可以充分利用不稳定的风能和光伏发电,也可以作为节能和控制的来源。两种电化学系统都含有氧化/还原成分,必须通过膜中的离子元素将其隔开,以避免氧化剂和还原剂的同时反应,并且电化学系统的内部电路必须用离子打开以处理连续的氧化还原响应。能源领域的需求,使分离膜打破了传统的“划分”概念,根据电化学功率转换过程的要求,成为能源材料不可或缺的一部分。 采用方法引进近年开发的可持续离子交换膜。主要分析了氢氧燃料电池膜和氢离子交换水电解膜的研究进展。