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电化学前沿研究论文

发布时间:2024-07-04 20:16:22

电化学前沿研究论文

测定可逆电池的电动势在物理化学实验中占有重要的地位(应用十分广泛。如平衡常数、活度系数、解离常数、溶解度、络合常数、溶液中离子的活度以及某些热力学函数的改变量等(均可通过电池电动势的测定来求得。本实验通过测定不同温度下电池的电动势(求算化学反应的热力学函数变化值。 电池的电动势不能直接用伏特计来测量(因为电池与伏特计相接后(便成了通路(有电流通过(发生化学变化、电极被极化、溶液浓度改变、电池电势不能保持稳定。且电池本身有内阻(伏特计所量得的电位降不等于电池的电动势。利用对消法!又叫补偿法,可是我们在电池无电流!或极小电流,通过时(测得其二级的静态电势(这时的电位降即为该电池的平衡电势(此时电池反应是在接近可逆条件下进行的。因此(对消法测电池电势的过程是一个趋近可逆过程的例子。

近日,电子 科技 大学材料与能源学院夏川教授以第一作者和共同通讯作者身份在国际著名期刊Nature Chemistry (《自然–化学》)上发表题为“General synthesis of single-atom catalysts with high metal loading using graphene quantum dots”的研究论文。该研究开发了一套高载量过渡金属单原子材料的普适性合成策略,实现了高达 40 wt.% 或 at.% 的高过渡金属原子负载,比目前报道的单原子负载量提升了几倍甚至数十倍。 该工作由电子 科技 大学、加拿大光源和美国莱斯大学三个单位共同合作完成。材料与能源学院的夏川教授为论文第一作者和通讯作者,美国莱斯大学的汪淏田教授和加拿大光源的胡永峰教授为论文通讯作者。该合作团队在电催化材料研究和电化学反应器设计领域建立了坚实的基础,并取得了丰硕的研究成果。 过渡金属单原子材料具有极高的原子利用率、独特的电子结构以及明晰且可调的配位结构,在各种电催化过程中展现出优异的活性。但常规单原子材料中金属原子密度较低(通常小于5 wt.%或1 at.%),大大限制了其整体催化性能及工业应用前景,因此发展出高载量过渡金属单原子材料普适性合成策略至关重要。现有“自上而下”和“自下而上”工艺对提高合成单原子材料的金属负载量有很大的局限(图1, a-b)。以碳材料负载的单原子为例,现有的“自上而下”方法通过在碳材料载体表面制造缺陷,然后通过缺陷稳定单原子。然而,无法精确调控缺陷尺寸导致缺陷位点的数目极大地受到限制,而且当金属负载量提高时,容易在大尺寸的缺陷位处形成团簇。“自下而上”方法则使用金属和有机物前驱体(如金属有机框架、金属-卟啉分子、金属-有机小分子)热解碳化的方式获得负载金属单原子的碳材料。在金属负载量过大时,金属原子之间将因为没有足够的隔离空间而导致热解过程中团簇或者颗粒的产生。 鉴于此,该团队发展了区别于现有“自上而下”和“自下而上”工艺的单原子催化材料制备方法(图1c),以突破单原子负载量的限制。该团队创新性地使用比表面大、热稳定性高的石墨烯量子点作为碳基底,对其进行-NH2基团修饰,使其对金属离子具有高配位活性。引入金属离子后可得到以金属离子作为节点、功能化石墨烯量子点作为结构单元的交联网络,最后热解即可得到高载量的金属单原子材料。相较于传统“自上而下”和“自下而上”的单原子催化剂合成方法,该研究报道的方法既保证了高含量金属离子初始锚定时的高分散性又能有效抑制后续热解过程基底烧结重构引起的金属原子团聚。 XAFS、HADDF-STEM等多种表征手段证明,由该法制得的负载型金属单原子催化材料在保证金属原子单分散的同时还能实现远超现有文献报道水平的金属载量。借助该方法,该团队成功制备出质量分数高达(原子分数为)的Ir单原子催化材料(图2),该负载量相较于文献报道的Ir单原子最高载量提升了数倍。 另外,该合成策略还具有普适性,能够用于制备其他贵金属或非贵金属的高载量金属单原子催化材料。例如,在碳基底材料上,Pt单原子的负载量最高可达 wt.%,Ni单原子负载量可达15 wt.%(图3)。 夏川,电子 科技 大学材料与能源学院教授,国家青年人才。研究方向为基于新能源的电催化、电合成、电化学生物合成,致力于实现碳平衡的能量与物质循环。在“液体燃料与基础化学品现场合成”这一特色方向开展了深入、系统的研究,在反应器与催化剂设计领域均取得丰硕成果,共发表学术论文50余篇,授权美国专利3项,H因子34,引用5200余次。近五年来,以第一作者/通讯作者身份在Science、Nat. Energy、Nat. Catal.、Nat. Chem.等国内外高水平期刊共发表论文20余篇,其中ESI高被引论文9篇,热点论文2篇。

“该工作凸显了界面工程在全陶瓷电化学器件中的关键作用, 可帮助质子陶瓷电化学电池快速进军可持续能源基础领域 ,例如在受间歇性太阳能和风能发电影响的电网中,利用季节性储能的核热和电力驱动进行化学燃料生产,以及二氧化碳的捕获和利用。”对于自己近期发表在 Nature 的论文,美国爱达荷国家实验室吴巍博士表示。

对于该成果的应用前景,他说:“就改良后的电化学电池而言,高性能 PCEC(质子导体电池,Protonic ceramic fuel cell)使我们能够将高温电解水制氢的工作温度降低到 350 C。这个过程可以为许多‘清洁和绿色氢气’的应用打开大门。更重要的是, 该技术在与当前几个重要的工业过程(包括氨生产和二氧化碳减排)在相同的温度范围内运行 。匹配这些温度将加快该技术在现有行业中的采用。”

就界面工程技术而言,此次报道的技术可以广泛运用放到固态电化学器件当中,比如全固态锂电池。全固态锂电是前沿的锂电池技术,各个国家都在花大力气研发之中,界面润湿问题是它最主要的瓶颈之一。而酸处理技术可以有效改善全固态电池的界面润湿性能,从而提高其性能和稳定性。

正因为应用性极强,也让他对此次成果的商业孵化充满信心:“ 我们接下去的研究计划是两个方面, 一个是整合现有的一系列制备技术,将电化学器件扩大化、模块化、甚至商业化。另一方面是进一步拓展和深化与其他高校、研究机构在化学品电化学合成以及工业减碳等方向上的合作。”

350 下工作良好,数百小时内几乎没有性能衰减

据介绍,他和合作者在实验中证明, 酸处理电池在 600 C 下每面积产生的氢气比任何以前的电池都要多 150% ,并且在 350 C 下工作良好,在数百小时内几乎没有性能衰减。这种方法可以很容易地扩展和集成,用于大型电池和电池堆的制造。

马里兰州能源创新研究所材料创新中心主任胡良兵教授说,他没有参与这项工作,但其评价称:“作者报告了一种令人惊讶的,简单其极其高效的表面处理方式,以显着改善界面,将电池性能提升到‘卓越’程度。

4 月 20 日,相关论文以《酸蚀刻法活化质子陶瓷膜电池电解质表面》(Revitalizing interface in protonic ceramic cells by acid etch)为题发表在 Nature 上。

据吴巍介绍,可再生能源包括风能、太阳能、潮汐能等,给 社会 提供了越来越多的清洁电力。但这些可再生能源的一大特征是不稳定,随天气波动明显。所以 清洁电能一般首先要进行存储。

利用蓄电池进行电力存储的时间也非常有限,成本也很高。将这些清洁电能生产氢气和其他有机化学品和燃料,是另一种电能存储方式,即电能转化成化学能。

众所周知,氢气是一种绿色燃料,部分原因是当它燃烧时,产物仅仅是水。然而,纯氢没有天然来源。今天我们所用的氢气是绝大部分是通过蒸汽重整碳氢化合物(如天然气)获得的。这个过程需要碳氢原料气体并产生碳副产品,这使得它不太适合可持续生产。

因此,开发更高效的新型电化学电池, 比如固体氧化物燃料电解电池,可以实现低碳,甚至无碳排放的分布式发电和氢气化学品。全世界的科学家也一直在研发主要用于氢气生成的电化学电池。这些电池产生的氢气也可以用作热,车辆,化学生产或其他应用的燃料。

但前提是,科学家必须克服一系列材料和制备上的挑战,包括如何使电池更高效、更稳定、制造成本更低廉。

说到这里,吴巍做了个简短的科普: 电化学电解电池主要有三种类型 。

第一种类型在室温下工作,如质子交换膜电池。它们的主要问题是效率偏低,需要铂金等稀有金属。

第二种类型在 700ºC 以上的高温下运行,比如氧离子导体电池。它们有较高的电解效率,但金属在高温下很容易被氧化或者和其他元素反应形成腐蚀,从而设备需要严格的的密封和绝缘技术。

第三种类型,PCEC 是更具潜力的电化学电池解决方案。正如可充电电池使用化学来储存电力以供以后使用一样,PCEC 可以将多余的电力和水转化为氢气。PCEC 也可以反向运行,将氢气转化为电能。该技术使用称为钙钛矿的晶体材料,这些材料价格低廉,能够在很宽的温度范围内工作。与此同时,PCEC 主要的运行区间在 300 至 600ºC,进一步降低了运行和制造成本。

理论上说,质子导体具有高导电性和低活化能,PCEC 的性能自然会很优越。然而,吴巍和合作者长期观察到它们的表现低于理论模拟的预期。他和美国爱达荷国家实验室的同事们自 2017 年以来一直致力于了解其中的原因。

其表示:”经过抽丝剥茧一样的实验设计和观察, 我们发现质子(带正电的氢原子)在电极/电解质界面上的传输是问题所在 。具体来说,电极和电解质的结合不够理想。随后,我们在电池制备过程中,额外增加了一个简单的酸处理步骤,实现了电极与电解质的紧密结合,从而实现更有效的离子传输。”

经过一系列详细的表征,其发现酸处理增加了电极和电解质之间的接触面积。增加的表面积使得电极和电解质之间更紧密的键合,从而允许质子更有效地传输。此外,电池在某些极端条件下的稳定性也显着提高。

显著提高电池的性能、以及热力学和电化学稳定性

更详细地说, 论文的核心要点在于,质子陶瓷膜电化学电池有望在 350 以下运行。 虽然电解质的高质子导电性已经被证明,但由于未知的原因,它不能充分应用于电化学全电池中。在该研究中,吴巍等人揭示,这些问题起源于高温二次处理的氧电极-电解质界面之间的接触不良。

该研究证明了一种简单的酸处理,可以有效地修复高温二次处理的电解质表面,从而使氧电极和电解质之间产生反应性键合,提高电化学性能和稳定性。

此方法可以实现低至 350  C 的优异的质子陶瓷膜燃料电池性能,并能维持 600  C 时峰值功率密度为 瓦每平方厘米,450  C 时为 650 毫瓦每平方厘米,350  C 为 300 毫瓦每平方厘米,而在 和 600  C 下的稳定电解操作与电流密度则超过 安培每平方厘米。

据悉, 质子陶瓷膜燃料/电解电池(PCFCs/PCECs)以其高效性和零排放性,有望在中温(300-600 )应用领域实现化学能与电能可逆转换 。

它们的关键成分之一是钙钛矿结构的氧化物电解质,由于较小的活化能,其高质子电导率能够实现比基于氧离子导体的固体氧化物燃料/电解电池(SOFCs/SOECs)更低的温度运行。

然而, 仍存在一些与电解质相关的挑战限制了 PCFC/PCEC 的应用 。首先,尽管烧结体电解质显示出高质子电导率(例如,在 500 时>10mS cm 1),电化学电池中的欧姆电阻大于仅从体离子电导率估计的理论值,且具有“未知的来源”。这种不一致性被认为是由于氧电极和电解质之间的接触不良所致。其次,氧电极-电解质界面在力学性能上较弱,会导致层离和其他形式的损耗,特别是在高电流密度的电解电池循环下。

要知道,质子陶瓷膜燃料/电解电池通常是首先在高温 T1 下烧结氢电极-电解质双层结构,然后在氧电极层上丝网印刷或喷漆,然后在较低的温度 T2 下二次烧结。

然而,质子陶瓷膜电解质难以致密化,该过程需要高温烧结。虽然似乎与 400-600 C 下的全电池性能无关,但吴巍等人认为低真实接触面积和高界面阻抗与低速率质量输运导致的烧结性差具有相同的根源。

事实上,T2 烧结的情况更糟(大约 1000 C):多孔氧电极必须扩散键合到已经充分退火的电解质表面(以单晶基底上的受限烧结为极端类比),T2 也必须足够低,从而避免多孔氧电极的粗糙化并允许气体输运和催化作用。

考虑到以上情况, 该团队提出了一种酸处理方法,在与氧电极结合之前活化修复高温退火电解质表面 。他们证明,这种方法可以完全恢复电化学电池中的理论质子电导率,并显著提高电池的性能以及热力学和电化学稳定性。

吴巍说,该项目从立项到成果发表,离不开所有团队成员的共同配合和付出。这项工作由三个单位合作完成,包括爱达荷国家实验室、麻省理工学院和内布拉斯加大学。团队之间每周都保持着视频会议沟通,遇到问题大家即时分享,讨论和研究对策。

和绝大多数科研工作一样,从观点提出到实现会遇到种种挑战和难题。很多时候,努力也不一定有回报。“我们只能尽自己所学、所能,依靠集体的力量来解决科学难题, 剩下的交给运气。这个工作有一定的成果,我们都很开心,运气这次站在了我们这边。”他说。

-End-

支持:王贝贝

参考: 1、Bian, W., Wu, W., Wang, B. et al. Revitalizing interface in protonic ceramic cells by acid etch. Nature 604, 479–485 (2022).

消化科技前沿研究论文

随着能源的减少,人们逐渐变得重视节能了。在我还上小学时就教育我们节能的观念,只为了我们人类能在地球永远的生活下去。在现实生活中,人们仍不清楚怎样节能,让节能只是一个说的到,却不能全做的到的事情,往往还因缺乏科学的节约常识和“小窍门”,造成不必要的浪费现象。现在我来就介绍家庭的节电。 电饭煲节电小窍门 现在市面上的电饭煲分为两种:一种是机械电饭煲,另外一种是电脑电饭煲。使用机械电饭煲时,电饭煲上盖一条毛巾,注意不要遮住出气孔,这样可以减少热量损失。当米汤沸腾后,将按键抬起利用电热盘的余热将米汤蒸干,再摁下按键,焖15分钟即可食用。电饭煲用完后,一定要拔下电源插头,不然电饭煲内温度下降到 70度以下时,会自动通电,这样既费电又会缩短使用寿命。尽量选择功率大的电饭煲,因为煮同量的米饭,700瓦的电饭煲比500瓦的电饭煲要省时间。电脑电饭煲一般功率较大,在800瓦左右,从而节能,但价格稍贵,一般都在500元至800元之间。 电视机节电小窍门 电视机节能可以通过如下几条途径:首先控制好对比度和亮度。一般彩色电视机最亮与最暗时的功耗能相差3O瓦至50瓦,建议室内开一盏低瓦数的日光灯,把电视对比度和亮度调到中间为最佳。其次控制音量,音量大,功耗高。第三个省电的办法是观看影碟时,最好在AV状态下。因为在AV状态下,信号是直接接入的,减少了电视高频头工作,耗电自然就减少了。第四是看完电视后,不能用遥控器关机,要关掉电视机上的电源。因为遥控关机后,电视机仍处在整机待用状态,还在用电。一般情况下,待机10小时,相当于消耗半度电。最后是给电视机加防尘罩。这样可防止电视机吸进灰尘,灰尘多了增加电耗。 空调节电小窍门 1.空调使用过程中温度不能调得过低。因为空调所控制的温度调得越低,所耗的电量就越多,故一般把室内温度降低6至7度就行了。 2.制冷时室温定高1度,制热时室温定低2度,均可省电10%以上,而人体几乎觉察不到这微小的差别。 3.设定开机时,设置高冷/高热,以最快达到控制目的;当温度适宜时,改中、低风、减少能耗,降低噪音。 4.“通风”开关不能处于常开状态,否则将增加耗电量。 5.少开门窗可以减少房外热量进入,利于省电。 6.使用空调器的房间,最好使用厚质地的窗帘,以减少凉空气散失。 7.室内、外机连接管不超过推荐长度,可增强制冷效果。 8.安装空调器要尽量选择房间的阴面,避免阳光直射机身。如不具备这种条件,应给空调器加盖遮阳罩。 9.定期清除室外散热片上的灰尘,保持清洁。散热片上的灰尘过多,可大幅度增加耗电量。 冰箱节电小窍门 目前市场上出现的A++级节能冰箱比普通的冰箱要省电。家庭用的节能冰箱一般消耗度电/天,而普通冰箱一般耗电1?度电/天,大约可以省一半电。另外,使用冰箱的过程中,应注意以下问题: 10.冷藏物品不要放得太密,留下空隙利于冷空气循环,这样食物降温的速度比较快,减少压缩机的运转次数,节约电能。 11.在冰箱里放进新鲜果菜时,一定要把它们摊开。如果果菜堆在一起,会造成外冷内热,就会消耗更多的电量。 12.对于那些块头较大的食物,可根据家庭每次食用的份量分开包装,一次只取出一次食用的量,而不必把一大块食物都从冰箱里取出来,用不完再放回去。反复冷冻既浪费电力,又容易对食物产生破坏。 13.解冻的方法有水冲、自然解冻等几种。在食用前几小时,可以先把食物从冷藏室(4度左右)里拿到微冻室(1度左右)里,因为冷冻食品的冷气可以帮助保持温度,减少压缩机的运转,从而达到省电目的。 冰箱的摆放也有讲究,一般应该注意以下两个问题: 14.在摆放冰箱时,一般应在两侧预留5?10厘米、上方10厘米、后侧10厘米的空间,可以帮助冰箱散热。 15.不要与音响、电视、微波炉等电器放在一起,这些电器产生的热量会增加冰箱的耗电量。 节能是很重要的,人都应该用这些小窍门,不应该因嫌麻烦就不去做这些事。这些事对谁都有极大的好处的,仅仅需要举手之劳而已。有关部门也应该加大节能力度,多多宣传。让人类都节约这并不是永远都有的能源!为造福我们的后代而努力吧

科技论文对自然科学进行科学分析、综合的研究和阐述,它是内容无涉的神话式分析模式,下面是由我整理的初中科技论文800字,谢谢你的阅读。

未来的我,是一位市长。一天有忙不完的事……

“当当当”,闹钟6点半就响了。我换上衣服出去吃早饭。“主人请用餐。”机器保姆说道。我津津有味地吃起来。饭还没吃完,就该上班了。我又急急忙忙来到办公室。

“市长请签个字。”秘书对我说。“可以!”陆陆续续,秘书拿来一份一份的文件、报告、计划……“走,我们去吃饭!”只听见外面工作人员说道。我一看钟,“呀!十二点五十了。快点去吃饭!”正当我刚要走出办公室时,一个电话打来了。“市长你好,请你一点半来参加我们体育馆的奠基剪彩活动!”市体育局的李善明说。“好的,好的,我一定赶到!”

还没迈步,“叮!叮!叮!”又一个电话打来。“市长,请您参加我们这个公司开张典礼,二点三十分,您一定要来。”接二连三地打来许多电话。我都忙糊涂了,个个电话都回答一定去。天哪!这不就意味着下午又忙个不停了。刚想到这里时,已经一点二十了。我又坐上车飞速地往体育馆赶去!

刚一到,剪彩就开始了。“下面请市长和各位干部剪彩!”我又拖着疲惫的身子和空气填好的肚子。微笑着和大家问好。

这个活动刚参加完,又有一个大公司开张典礼。我又马不停蹄地赶往那个公司。刚一到,“下面有请市长为大家说几句。”我连水也没喝上一口就上台给市民讲了一大串。

终于到了晚上,我忙完手里的事时,那时我已经疲惫不堪,空着肚子坐在沙发上休息,因为还有半个小时才开饭。“叮!叮!叮!”电话响起,我有拿起了电话。我以为又是请我去干什么。“市长您好!我是您的市民。您为我们这个城市,操碎了心。您为我们做的事历历在目,您让我们致富,您让我们过上了幸福生活。我祝愿市长身体健康,幸福快乐!”我听完这些话后,好像全身充满了力量,一点也不疲倦了。

我想:我会努力把这城市打扮得更美!不会让市民们失望的!

据有幸飞上太空的宇航员介绍,他们在天际遨游地球映入眼帘的是一个晶莹的球体,上面蓝色和白色纹痕相互交错,周围裹着一层水蓝色的“纱衣”。可谁知道,这颗“宝石”正面临着资源危机,石油资源所剩无几,水资源被污染,大气层稀薄,有的地方甚至出现臭氧层的空洞,被太阳的紫外线无情的毁坏,森林资源大幅度减少,但还是被人们滥砍乱伐,或许你们没听见,地球母亲在呻吟啊!罪魁祸首不是别人,而是人类,是人类毫无节制地开采和破坏地球资源。拿石油来讲,它仅仅只够我们用五十年!于是人们开始“保护”地球资源,往汽油里添加乙醇(酒精)已是杯水车薪,而且要用大量的与人类息息相关食物——玉米等农作物来制作乙醇,乙醇本身就会破坏自然……

在此,我向大家推荐一种新能源——太阳能,太阳能是取之不尽、用之不竭绿色环保能源。人们的科技水平已经能把太阳能转换成电能、热能等各种形式的能量,并且已开始应用关于科技的作文800字(6篇)关于科技的作文800字(6篇)。例如,我们用的太阳能热水器就是其中只一。

太阳能热水器不但不利用和破坏地球资源,而且省时、省力、省钱!赤日炎炎的一天,当你出去工作,累的满头大汗,很想洗澡,这时却放出冰凉刺骨的自来水,使你打个哆嗦——感冒了。但是,如果有太阳能热水器,一回家就能冲个舒服的温水澡,冲掉你一身的疲惫;寒风呼啸的冬天,泡热水澡是最享受的一件事,此时,你只需打开太阳能热水器,热水哗啦啦的流出来,躺在浴池里尽情地享受只属于你的温暖吧!

现在还发明了太阳能汽车。这种汽车不用烧汽油,而是靠车顶上的太阳能电池板吸收太阳光,并把太阳光转换为电能,储存下来,再由电能来带动汽车,没有发动机的噪音和尾气绝对环保。假如你坐在它的里面,只要打开卫星定位导航系统,输入你要去的目的地后,你只管听听音乐、欣赏路边风景,它会以最安全、最快捷的路线把你送到关于科技的作文800字(6篇)作文。

太阳能是环保的绿色能源是我见过的最好的能源了。我们一定要好好地开发和利用上帝赐予我们宝贵的太阳能,让它为人类作出更多的贡献!

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【摘要】目的:研究讨论消化内科住院患者的院内感染的状况,分析患者的感染因素和感染特点,并提出一些控制的 措施 和 方法 ;方法:对2008年12月至2010年12月本院收治的消化内科院内感染患者总计40例的临床诊疗资料,施行回顾性剖析;结果:40例消化内科院内感染患者总共分离出60株病原菌,铜绿假单胞菌、大肠埃希菌等对常用抗生素的耐药性呈不断升涨发展方向;结论:要重视患者呼吸道的预防工作,同时还要正确使用抗菌药物,这将大大提高患者感染的恢复效果。

【关键词】消化内科;感染;患者;分析

为了了解消化内科住院患者的感染情况,分析了患者的感染因素和感染特点,并提出相关的控制措施和方法。特对本院2008年12月至2010年12月的消化内科住院40例病例采用回顾性的方法进行分析。

1临床资料

医院感染情况:消化内科住院患者发生医院感染40例(感染率,例次发生率),其中男患者有24例(占了60%),女患者有16例(占了40%),60岁以上22例(占了55%);住院天数在一个月以下的有12例,一个月到两个月的有16例,两个月以上的有12例。

患者的感染部位:患者的感染部位在下呼吸道的有15例(占了),在上呼吸道的有12例(占了30%),胃肠道感染的有6例(占了15%),泌尿道的有3例(占了), 其它 4例(占了1%)。

分理出的病原菌:总共分离出60株病原菌(58%)。革兰阴性杆菌49株(占了),其中的铜绿假单胞菌13株(占了),肺炎克雷伯菌10株(占了),大肠埃希菌7株(占了),阴沟杆菌 6株(占了10%),产气杆菌5株(占了),鲍氏不动杆菌 8株(占了)。真菌11株(占了18?3%),其中的白假丝酿母菌菌6株(占了10%),白的颜色佛珠菌3株(占了5%),其它真菌2株(占了)。

主要球菌耐药性:肺炎克雷伯菌对替卡西林耐药率无上,对亚胺培南的耐药率最低。

2讨论

本次调查表示,60岁以上22例(占了55%);住院天数在一个月以下的有12例,一个月到两个月的有16例,两个月以上的有12例,从这些数据可以得出年龄大和住院时间长是医院感染的易感因素。原发病第一诊断顺次为消化道恶心肿瘤、肝硬变、上消化道出血、胃和十二指肠溃疡、慢性胃炎、胰腺炎、慢性结肠炎,这些个恶疾(除胰腺炎)都归属慢性消耗性恶疾。恶性肿瘤因为肿瘤团体的浸润使患者抵抗力功能减退,各种放、化疗医治手段均可不同程度地使抵抗力功能减低;肝硬变患者肝网状内皮系统功能减低,胆道及胃十二指肠的机体机能功能发生障碍。 本调查,医院感染部位顺次为下呼吸道、呼吸道上、胃肠道、泌尿道,呼吸道感染最多见,与前人的研究基本上一致,而泌尿道感染比例低,有可能对小便监视检测不够相关。由于患者岁数偏大、病情较重,卧床时间相对较长,因为这个下呼吸感染几率便会相对增加,医疗事务担任职务的人早期不重视了扫除净尽口腔分泌物与异物,在往后的过程中虽再次注意到清除异物,也只能清除一部分的异物,而在早期已被吸入支气管儿的异物仍将会造成肺部感染,还由于消化系统的不舒服,易引流食品反流,及口鼻咽腔的分泌物、血液、吐呕物易误吸入肺。因为这个,尤其要重视呼吸道的预防控制工作,准确合理地使用抗菌药物。

本组病例感染常见病原菌以革兰阴性杆菌为主,其中以铜绿假单胞菌为首位,肺炎克雷伯菌第二位,与近年的研究结果完全一样。内在危险因素主要与医源性因素相关,与医疗处理办法的应用不科学或错误相关。铜绿假单胞菌耐药率对常用抗菌药物呈不断升涨发展方向,对亚胺培南的敏锐率达,对哌拉西林等最为耐药,其耐药率达,导致这种情况之一是滥用抗菌药物。大肠埃希菌耐药率较为敏锐的几种抗菌药物是亚胺培南、头孢吡肟、阿米卡星。鲍氏不动杆菌耐药率对亚胺培南的耐药率最低,为,其次为阿米卡星、头孢噻肟、头孢他啶和头孢吡肟,作别为,,和,其它抗菌药物也有不一样程度的耐药率,且多重耐药率高,导致医治上的艰难,所以一旦发现被感染,应该尽快采取控制措施,防止引起医院感染的突发流行。

真菌感染多为老年患者,与老年个体圣体虚弱、营养不好、抵抗力功能衰落以及广泛预防性运用或多种联合使用抗生素相关。到现在为止,真菌耐药情况固然不是十分严重,不过在医治上颇为棘手,由于真菌感染的患者一般病情严重、复杂,死亡人数的比率较高,且抗真菌药物可选择的范围不大。

参考文献

[1]苏智军,张奕返.肝病患者医院感染的前瞻性研讨. 中华医院感染学杂志,2000,10(5):321~323

[2]叶惠芬,刘平,陈惠珍,等.广州地区肺炎克雷伯菌散布和耐药性调查.实用医学杂志,2006,22(7):833~835

[3]李萍,卢仙成,邓济苏,等.重症监护室取得性感染与广泛散布机制研讨.中华医院感染学杂志,2000,10(6):404~406

[关键词] 消化内科学;双语教学

双语教学的英文是“Bilingual”,即“Two languages”,是指在课堂上利用两种语言进行教学的方法,是 教育 国际化发展的大趋势,是高等教育改革的一项重要举措[1]。我院近年来在大学本科七年制教学中开展了消化内科学的双语教学,取得了良好的教学效果。现将在教学过程中的应用体会和问题 总结 如下,并提出相应的优化教学措施。

1 消化内科课程双语教学的应用体会

注重教学互动性

双语教学应强调师生间的互动,主张教学环境、教学资源等全方位的第二语言的交互,只有当外语在 医学知识 教学过程中得到运用,当外语和母语两种不同的语言能在学生的思维与交流中自由切换的时候,我们才可以认为"双语教学"获得了成功。在课程采取双语教学前与广大同学进行充分的交流,得到一定的反馈信息,相应选择一个合适的中英文使用比例,做到因材施教。授课时要注意课间随时注意学生的反应,询问学生对本部分讲解是否能较好理解,以便了解学生的吸收程度,并及时调整上课的语速。让学生及时对难懂或不懂之处提问,以决定是否复述重点内容,必要时重点或难点内容可用中文重复讲解,但母语的使用要控制在最低限度。

注意因材施教

在消化内科课程双语教学中,结合本校的教学目标和学生外语实际水平,按照先进性、学术性、易接受性的原则,形成自编外语教材,并提前2周发给学生预习。将预习教材中涉及的较难的医学词汇单独标识出来,并加以中文释义,以便学生预习,提前扩大学生医学外语词汇量,这样才能避免讲课时学生如一头雾水。根据学生对课堂教学的反应,动态调整双语教学所使用的中英文比例,这样便于对课堂上新内容的理解和吸收,大大地提高教学效率。

强调教学手段多样性

在实际应用中,我们注意做到以下几点:①选择适宜的课件:采用的课件既有自行制作的多媒体课件,也借鉴或直接选用国外已经出版的英语医学教学课件。②选择合适的电子词典:目前广泛应用的"全医药学大词典"(目前流行使用的版本至少有四种),由于收集的医学词汇全面, 且绝大多数词汇配有发音,是医学双语教学非常有用的工具。③利用多样化的教学手段:如图片、多媒体、录像等,尽量把医学中的抽象概念具体化、直观化,以帮助学生更好地理解医学专业知识。④辅助 网络技术 [2]:我们教学过程中利用我校自己的局域网,通过FTP或文件共享等方式做到多媒体课件上网,方便学生随时查询,递交作业;另外开设教学论坛,方便学生提出问题和解决问题。

2消化内科课程双语教学存在的问题

师生双方的素质影响了双语教学的推广

教师是实施双语教学的主体,教师水平高低是影响双语教学效果的首推因素,教师水平高低决定了"传道、授业、解惑"中有效信息量提供的数量与质量[3]。目前我校执教的大多数教师没有受过正规的双语教学培训,教师多数只具备教授某一学科的执教能力,应用外语讲授专业知识的能力相对欠缺,水平也不高。同时,尽管七年制学生的整体英语水平较高,但也存在水平参差不齐的现象。因此,教师本身的开课能力和学生的外语基础影响了双语教学的实际效果。

缺乏优秀的双语教学教材

双语教学原则上应使用外文原版的教材,没有原版教材,双语教学犹如无源之水,无本之木。然而,目前国际上通用的教材价格昂贵,一般院校很难承受高额的教材费用,故引进原汁原味的外文教材难度较大。因此,不同教师使用的教材有的是国外原版教材,有的是节选外文教材,也有的是教师自编的讲义,版本和内容不统一,教学随意性较大。另外,教材难易程度的不同也影响了双语教学的实际效果。

双语教学是我国高等教育与国际接轨、迎接新世纪挑战、培养具有国际竞争力人才的必然要求,也是当前教学改革的重点和 热点 。尽管双语教学已取得了初步成效,但其探索工作仍将是大量的、复杂的和艰巨的,只有通过深入地学习思考,认真分析研究,理清思路,才能将双语教学更有效地进行下去。

[参考文献]

[1] 鲁建云,王 斌,黄进华,等.双语教学面临的困难与对策[J].实用预防医学,2004,11(4):839-840.

[2] 李 蕾,陆 柳,邢 萱,等. 多媒体与网络技术挑战现代教学模式[J]. 继续医学教育,2003,17(4):46-48.

[3] 罗育林,张阳德. 医学双语教学模式的探讨[J].中国现代医学杂志,2003,13(13):147-149.

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电动汽车充电前沿研究论文

铜线直径毫米导线截面1平方毫米的导线100米电阻欧姆,双股接出50米总电阻欧姆。铜线直径毫米导线截面2平方毫米的导线100米电阻欧姆,双股接出50米总电阻欧姆。8芯的网络线,铜芯有粗有细,有的有4根镀铜铁芯线,就算每根铜芯直径毫米,导线截面积平方毫米,100米电阻23欧姆,以4根并联成一股,双股接出50米总电阻欧姆。接出10米总电阻欧姆。这要看什么样的充电机,要看是否为固定输出电压的,还是三段式智能的,对于固定电压输出的充电器,输出侧直流电阻可以大一些,也就在1欧姆以内,最多可以到5欧姆。对于三段式,导线直流电阻要更小些,导线长了,无非就是电池充电超过10个小时也充不满。对于专门设计的充电器,采用中压供电,可以对100米外的电动车充电,导线电阻可以10欧姆,而采用小截面导线,还可以对每个12V电池单独充电,充电结束后,自动降低充电电压,可以遥测每个电池的充电状态。这就是功夫了。 跪求24V30A充电机电路图现在有许多这样的产品出售呀。自己做要定制大功率变压器,一般地说,是输出交流电压24伏特到33伏特,功率是1千瓦(应该是伏安),注意要在次级24伏特到33伏特之间抽多几个头。简单的方法,是将次级输出用全波整流,直接输出到电池,要串联电流表,要并联电压表,用工业电器的开关(浙江省一带盛产)人工调节输出电压和输出电流,根据充电的进程人工调节。至于自动稳压、自动稳流的充电机,在35年前,可控硅的控制方式资料是公开出版印刷的。简单应急的方法,是用功率足够的行灯变压器(36伏特安全电压输出)、隔离变压器、电焊机变压器,对其次级加绕几圈,正向串联或者反向串联,调整输出电压和充电电流到合适的范围。电动自行车刚换了新电瓶,昨晚充了一晚上充电器灯还是红的,是电瓶问题还是充电器问题?我昨天刚换了新电瓶,昨晚充了一晚上充电器灯还是红的,是电瓶问题还是充电器问题?原先我的旧电瓶也是无论充多久都是红灯,电池发热很严重,所以才换了电瓶,可现在充电器还是不变绿。原先电池是10A的,现在换12A电瓶,充电器是的,能够冲12A的电瓶? 问题补充:原先我的电瓶就是被充得变形非常严重才换新的,每天都充12个小时,这就有两个方面要讨论;首先是要用电压表测量充电器不接电池,空载状态下的输出电压,再测量充电十多个小时后的充电电压和充电电流,你还是自己购买一个普通的指针式三用表为稳妥,平时就接在充电器的输出端两边测量电压,经常留意观察其电压的变化。俺是购买了通用的、单一用途的指针电压表并联在充电机上,连续观察充电电压的变化过程。至于充电电压的正常范围,网络上有许多网页连篇累牍地介绍,请自行检索为盼。以上的工作就是判断充电器的输出电压是否失控。因为蒋胡述军卓强迫本人下岗,下列的内容是简单介绍;即使是符合国内各个工厂出厂标准的充电器、即使是那些三段式智能充电器,哪怕是计算机控制的充电器,都是将几节电池串联起来充电,再新、性能再一致的几节电池,经过若干充放电循环,各节电池的电压和容量的差异会越来越大,通常的故障现象就是其中部分电池鼓胀。如果是新旧电池搭配使用,这种故障的发生几率就更高、更频繁。所以,有条件的情况下,要采取每节电池一个单独的充电器。这对于从高层住宅上向楼下的电动自行车电池充电是综合能力的考量!特别是对各节电池充电过程单独遥控、遥测。 本人在此有长期的经验。例如楼上有通用的充电器,电动自行车上另外有用分立元器件搭建的超低压降差充电控制器。你应当去要那些高考状元、集成电路设计研究生、博士导师为你解决实际需要,他们的工资月薪起点万元人民币以上,俺是领取社会救济地。高层楼宇对楼下蓄电池充电、远程充电设计,采用中压、低压输电传输,采用完全分立元器件搭建超低压降差电路、遥控、遥测电路,尽量不采用单片机才能体现高素质设计能力,而且实现时序控制、充电电压自动调节、充电电流自动调节。电动车的充电器,延长输出端30米线后,可否用或者48V3A的充电器?因为住五楼、电动车在一楼,所以充电很不方便。如果用原配充电器,延长充电器输出端后电池经常充不满(延长220V端的话不是很安全)!这是要专门设计的充电器。本人的一个做法,是将现有充电器输出电压调高,在自行车上另外有一个协调电路。因为实际上有充电末期降压的要求,完善的电路要专门设计,具体设计细节和完整的图纸、测试数据,可能要5年到10年后才公布。现在已经积累了过百张图纸,都可以使用,各有优缺点,其正规的设计对于电路理解要十分深刻,把握极其准确。本人实际上的测试到达120米距离,安全电压范围的中压输电,末端再调整。现在也使用带遥测充电电压、充电电流的线路,这是对每个电池单独充电的完善方式。市场上完全没有相关的产品。俺是长期从高层楼宇,向楼下电动自行车充电地,经验丰富。要保证有利于电池的寿命,保障传输安全,要使用超低压降充电器,本人既使用全分立元器件组装的超低压降线性稳定保障线路,也使用进口超低压降线性集成电路,也使用开关调制集成电路。你所表述的问题,是因为一般电动自行车充电器设计水平低、对成本限制压力大而导致地。对于高能电池,强调要持续检测电池温升;而对于铅酸电池,其耐受能力强的多,如果铅酸电池充电状态下温升过高,已经过充电十分严重啦。充电器不能自动跳灯的反映十分普遍,最简单地方法,是*****,人工监控,根据实际情况,适时*******的浮充电电压;障碍是现在充电器生产企业都对线路保密,要花费几天时间目力慢慢详细判读线路的装配分布,以逆工程的方法重新绘制电路图,方可制定改装措施。更大的困难是现在将几个额定电压12伏特电池串联起来充电的方法有严重缺陷,电池经过几十个充放电循环后,各个电池的容量、各个电池的电压相差越来越大,即使人工干预充电,也是杯水车薪、无助于事、干着急、无法施以援手。彻底解决的方法是每个电池一个充电器,每个电池都有*******连续监测,这种充电器不是现在的三段式充电器或者企业所宣传的“计算机智能”充电器。本人一直想全面无偿公开相关设计和大量测试数据,你们要叶勤、胡军、蒋述卓开放免费教学网络吧,还有他们掌管的出版社呀。 什么牌子的电动车充电器质量好,本人想做这方面的代理告诉你吧,牌子响的没有一家能达到以下全国最高功能、性能、指标,而且那些大品牌是暴利产品!他们的产品售价,按照正常的利润空间,就能达到以下效果,已经向某高校科技服务公司提出,他们无法意识到其技术创新和市场潜力,尤其是开创了新的市场空间。现在不生产,不销售,冻结。你有需要,可以通过网管来联系,也许可以授权生产,与经济利益诉求没有直接和必然的联系,没有先决的条件,从法律上来表达,就是可以考虑免费。下面也不是正面回答,是几个其他答案的汇编,你慢慢去理解吧,如果国内外有类似功能的产品,你再来抨击吧,如果你发掘不到,那就要抨击大品牌充电机,尤其是那些不给线路图、不给装配图、又是贴片安装,不可维修、不给配件、不公开测试条件和测试结果、不公开故障特征与处理维修方法的生产企业、用户不可以调整、不可以改装的电动自行车充电器,电动车充电器电源间歇震荡怎么回事一般是输出短路啦!就相当于打嗝的效果,这是洋人设计的安全保护措施。具体要看是否电压等级错误不匹配,输出电流是否小而电池容量太大(这个可能性小,因为正常的充电器限制最大输出电流),是否过载。

关于我国新能源汽车发展分析论文摘要:在全球能源短缺,提倡清洁能源的大背景下,新能源汽车是汽车行业发展的必然选择。从新能源汽车兴起的背景出发,提出我国新能源汽车发展的挑战和促进我国新能源汽车发展的相关措施,对我国新能源汽车的发展有重要意义。 论文关键词:新能源;汽车 1 新能源汽车发展的背景 新能源汽车的相关概念 新能源汽车是相对于传统汽车提出来的,传统的汽车是以汽油、柴油为燃料。按照国家发改委的公告定义,新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。目前在工程上可实现的新能源汽车技术包括以下种类:新型燃油汽车;燃气汽车;生物燃料;煤制醇醚燃料;电动汽车。 新能源汽车兴起的背景 全球石油价格上涨的推动 全球石油资源储量的稀缺性毋庸置疑,几个经济大国能源紧缺问题严重,现阶段仍以石油为主要燃料的汽车产业的发展受到极大威胁。因此,发展新能源汽车成为世界汽车工业持续发展的必然选择。在2008年上半年石油价格从80美元一路飘升到147美元,汽车燃料的使用成本也随之水涨船高。在这一轮石油价格上涨期间,部分新能源汽车显示出相对使用成本优势。部分消费者为免于负担过高的燃油费用而放弃原本欲购买的传统车型,而选择石油燃料消耗相对较低的新能源汽车。汽车制造厂商也看到了新能源汽车的发展空间,开始加大研发和推广的力度。各国政府也适时推出了一些优惠政策对新能源汽车的购买和销售予以补贴,新能源汽车行业获得了前所未有的发展良机。虽然近期石油价格受全球经济衰退影响出现严重下跌,但新能源汽车技术的不断发展仍可以使部分新能源汽车保持一定的使用成本优势。 各国石油自给率不足 世界上主要汽车消费国的石油自给率水平不高,石油的储备越来越不能满足各国消费的需要。全球汽车第一大消费国美国石油自给率仅为33%,而日本、德国、法国和意大利的自给率甚至都在10%以下,在当前世界政治和经济格局不确定性增加的情况下,保证石油供给安全己成为各国政府必须解决的难题。降低石油依赖己成必然选择。从政治和经济的角度考虑,鼓励发展新能源汽车、降低石油对外依赖度是各国政府制定汽车产业政策的必然选择。 世界各国家和地区汽车尾气排放标准越来越严格 1997年12月,旨在限制全球温室气体排放的《京都议定书》获得了149个国家和地区代表的通过,并于2005年2月16日正式生效。现今汽车尾气己成为组成温室气体的重要污染物。针对汽车污染问题,世界各个国家和地区针对汽车尾气排放的标准也越来越严格,而为了应对不断严格的汽车尾气排放标准,各大汽车厂商目前主要采取提高传统能源汽车发动机相关技术的方法,以提高排放质量,但技术提升的难度将会越来越大。此时,发展新能源汽车成为各大厂商的新选择,因为新能源汽车的生产和使用会从根本上解决汽车尾气排放问题。 2 我国新能源汽车发展的挑战 技术水平的制约 中国新能源汽车制造的技术水平远落后于日本和美国,企业需要至少掌握新能源汽车车载能源系统、驱动系统及控制系统三者之一的核心技术,才能进行新能源汽车的生产。在这方面,中国的新能源汽车制造商已被发展多年的日系、美系厂商远远落在后面。合资企业把新能源技术带到国内的态度一直不是很积极。即便有些车型已经在国内生产,但也相当于整车进口,技术保密相当严格。中资企业虽然在某些领域掌握了一定的新能源汽车技术,但是尚未能实现批量生产。在混合动力汽车技术上同日本、美国等国家相比仍然存在很大差距。没有掌握核心技术,就会被竞争对手夺走了制定行业标准的“优先权”,对之后的发展产生更加深远的影响。 新能源汽车的购置成本过高 在过去许多年,新能源汽车没有全面推广,一个很大原因在于,新能源车的购置成本较高。相比其节约的能源减少的能源消耗成本,推广新能源汽车,厂商与消费者都要付出更高的代价。国内厂商比亚迪内部人士透露,F3电动车F3e的成本价已达18万元,是市场销售汽油版F3车型的近3倍,当初比亚迪想把F3的售价压缩到15万元以内推向市场,但是这个售价不仅不能让市场接受而且又违背了政府的相关规定。一汽推出的混合动力版奔腾成本是现在市场上销售的汽油版奔腾的2~3倍。售价在25一30万不等的丰田普瑞斯混合动力车就是由于研发成本高导致价格过高而无法在中国进行大范围的推广。毫无疑问,对于国内大多数第一次购买轿车的消费者来说,新能源汽车由于其高昂的价格,让消费者也只能望而却步。 政策优惠涉及范围单一 财政部下发的《关于开展节能与新能源汽车示范推广试点工作的通知》,出台了新能源汽车消费层面的补贴细则。但是只针对在公交、出租、公务、环卫和邮政等公共服务领域率先推广使用节能与新能源汽车的单位予以补贴,没有提及对个人购买新能源汽车的价格补贴问题,极大影响了个人购买新能源汽车的热情。 3 促进我国新能源汽车发展的措施 要全面拉动新能源汽车消费 一要积极创造优惠条件,鼓励消费者购买新能源汽车,提前更新老旧汽车,特别是那些排放超标的汽车。提前淘汰旧车鼓励更换新能源汽车,如此既有利于环保,又能拉动消费。我国有3000多万的汽车保有量,如果十分之一更新汽车的车主选择新能源汽车,对新能源汽车市场的拉动效应就相当巨大。二要为新能源汽车提供使用便利,提高服务水平。北京LPG出租车退出市场就是由于成本和便利性双重制约的结果。三是继续推行对购买新能源汽车消费者的补贴活动。比如可以增加开展节能与新能源汽车示范推广试点工作的城市数量,扩展对节能与新能源汽车的补贴领域,将受益人群从集体扩展到个人等。 大力发展新能源汽车技术 传统汽车已经发展了100多年,再去搞创新,空间很小,而新能源汽车刚刚起步,创新的空间很大。即使企业的核心技术很难突破,也不能把资金当做唯一的借口,作为车企要积极筹谋,多方应对。中国在传统汽车发展上同发达国家相差20年,但是在新能源汽车上只相差10年,车企应该抓住机遇,持续并且深入的研究下去,就可以不被汽车大国前进的步伐抛下而越落越远,我们也可以在市场上占有一席之地。与此同时,我国的车企应该尽全力保住自己在某个新能源汽车技术领域的优势,不断创新和进步。比如比亚迪的双模技术,在世界上也只有通用、丰田和比亚迪三家拥有,一定要保持住并扩大该技术上的优势。 加大政府政策支持力度 《关于开展节能与新能源汽车示范推广试点工作的通知》的推出和汽车产业振兴规划的顺利通过,都表明国家越来越关注新能源汽车的发展,并且采取了实际措施对新能源汽车的发展予以政策支持。但是《通知》和“规划”的政策力度和影响范围尚不够强力和广泛。例如,《通知》只是涉及了13个城市,范围也只局限于公共服务领域;而本次规划也没有能出台像减免购置税这样的政策来鼓励新能源车的消费,使得一汽丰田、比亚迪等已经推出新能源车的厂家的希望落空。新能源汽车研发费用大,成本较高。为了扶持新能源汽车发展,美国、日本等国家政府采取了减免购置税、消费税、个人所得税等多种措施,鼓励消费者优先购买新能源汽车。国家没有价格上的补贴使得奇瑞、吉利、长安、比亚迪等中国自主品牌厂家研发的新能源汽车,虽然制造成本比国外低很多,但其售价仍然比传统能源汽车起码高出20%以上。没有国家的政策和财政支持,国产新能源汽车价格过高严重减缓了新能源汽车进入中国老百姓的家庭进程。希望国家能尽快通过减免混合动力车、电动车等新能源汽车购置税的方案,以鼓励个人消费者购买,使新能源汽车的销量得到大幅度的提升。

摘要:随着我国汽车保有量的持续增长,汽车排放污染跟能源问题将会越来越严峻。现在我们国家提 摘要 倡低碳生活和可持续发展,为了响应国家的政策。我们必须寻找一种对环境零污染或低污染的汽车,而目 前公认最为理想可行的就是纯电动汽车了。而作为内燃机跟纯电动汽车的过渡产物就是混合动力汽车,混 合动力汽车已经不是什么新鲜的产物了,目前已经有很多车企生产了。在近两年,我国的车企对纯电动汽 车的热情很高,可惜都只是雷声大雨点小。大都只是处于概念车的阶段。发动纯电动汽车还有一段很曲折 艰辛的路要走。 关键词:内燃机:混合动力: 电动汽车:汽车: 关键词 内燃机 像我们这代人,对于汽车并不会感到很陌生.特别是近几年中国车市出现井喷的现象,据保 守的估计,中国现在的机动车保有量已经超过两亿.而且还保持上升的趋势,去年的产销量达 1360 万辆,首次超过美国而位居世界第一.今年 1 到 9 月份的产销已经达到去年全年的水平了, 保守估计今年的产销量将达 1700 万辆.而且在接下来的几年会稳居榜首,产销量持续增长.在 这数据中,又有多少是属于电动汽车的呢?统计数据显示是非常非常的少,几乎可以被忽视. 汽车的产销量不断的增长,这也将引起一系列的问题.内燃机技术发展到今天已经可说是 炉火纯青的地步了,想到再进一步改善是非常的困难了.我们都是知道无论是汽油机还是柴油 机,都会排放一些对大气有害的气体,如:CO HC Nox 等.虽然说排放标准不断的在提高,但是污 染还是存在的.这将跟我们提倡的低碳生活有点格格不入,因此我们就必须找出其它代替品. 就目前而言,就有新燃料发动机,如:醇燃料 氢燃料 石油气燃料 天然气燃料 太阳能燃料混合动力汽车 电动车等等.在这些新能源汽车中,纯电动汽车将是我们发展的趋势.因为其它 的,不是技术太难攻关,就是使用经济性和燃料来源困难等等.电动汽车的优点是零排放 零污 染 燃料来源方便 动力性良好等.但就目前的现状而言,电动汽车的缺点也是显而易见的, 目 前电动汽车尚不如内燃机汽车技术完善,尤其是动力电源(电池)的寿命短,使用成本高。 电池的储能量小,一次充电后行驶里程不理想,电动车的价格较贵。但从发展的角度看,随 着科技的进步,投入相应的人力物力,电动汽车的问题会逐步得到解决。扬长避短,电动汽 车会逐渐普及, 其价格和使用成本必然会降低。 现在处于内燃机跟纯电动汽车的过渡产物是HEV 混合动力汽车, 混合动力汽车的种类目前主要有 3 种。一种是以发动机为主动力,电 动马达作为辅 串联混合动力电动汽车原理。 另外一种是, 在低速时只靠电动马达驱动行驶, 速度提高时发动机和电动马达相配合驱动的“串联、并联方式” 。还有一种是只用电动马达 驱动行驶的电动汽车“串联方式” ,发动机只作为动力源,汽车只靠电动马达驱动行驶,驱 动系统只是电动马达,但因为同样需要安装燃料发动机,所以也是混合动力汽车的一种。 现在车市的混合动力车主要有,PRIUS 思域 凯美瑞 凯越 LS600H S400 SMART F3DM 等等. 由于我们国家提倡低碳生活,国家的政策便大力的支持发展纯电动汽车.目前几乎所有的车企都积极的响应国家的号召,如:比亚迪的 E6 奇瑞 S18 众泰 2008EV 长安奔奔 MINI 日 产的 LEAF 通用的 VOLT 等等.虽然推出的车型很多,但也只是雷声大雨点小.技术都不啥的, 而且销量也是少之又少. 电动汽车并不是现代才有的产物, 早在 19 世纪后半叶的 1873 年,英国人罗伯特·戴维 森 (Robert Davidsson) 制作了世界上最初的可供实用的电动汽车。 这比德国人戴姆勒 (Gottlieb Daimler)和本茨(Karl Benz)发明汽油发动机汽车早了 10 年以上。戴维森发明的电动汽车 是一辆载货车,长 4800mm,宽 1800mm,使用铁、锌、汞合金与硫酸进行反应的一次电池。 其后,从 1880 年开始,应用了可以充放电的二次电池。从一次电子表池发展到二次电池, 这对于当时电动汽车来讲是一次重大的技术变革,由此电动汽车需求量有了很大提高。在 19 世纪下半叶成为交通运输的重要产品,写下了电动汽车需求量有了很大提高。在 19 世纪 下半叶成为交通运输的重要产品,写下了电动汽车在人类交通史上的辉煌一页。1890 年法 国和英伦敦的街道上行驶着电动大客车,当时电动汽车生产的车用内燃机技术还相当落后, 行驶里程短,故障多,维修困难,而电动汽车却维修方便. 电池是电动汽车发展的首要关键,汽车动力电池难在 “低成本要求”“高容量要求”及 、 “高安全要求”等三个要求上。要想在较大范围内应用电动汽车,要依靠先进的蓄电池经过 10 多年的筛选,现在普遍看好的氢镍电池,铁电池,锂离子和锂聚合物电池。氢镍电池单 位重量储存能量比铅酸电池多一倍, 其它性能也都优于铅酸电池。 但目前价格为铅酸电池的 4-5 倍,正在大力攻关让它降下来。铁电池采用的是资源丰富、价格低廉的铁元素材料,成 本得到大幅度降低,也有厂家采用。锂是最轻、化学特性十分活泼的金属,锂离子电池单位 重量储能为铅酸电池的 3 倍,锂聚合物电池为 4 倍,而且锂资源较丰富,价格也不很贵,是 很有希望的电池。 我国在镍氢电池和锂离子电池的产业化开发方面均取得了快速的发展。 电 动汽车其他有关的技术,近年都有巨大的进步,如:交流感应电机及其控制,稀土永磁无刷 电机及其控制,电池和整车能量管理系统,智能及快速充电技术,低阻力轮胎,轻量和低风 阻车身,制动能量回收等等,这些技术的进步使电动汽车日见完善和走向实用化。我国大城 市的大气污染已不能忽视,汽车排放是主要污染源之一,我国已有 16 个城市被列入全球大 气污染最严重的 20 个城市之中。我国现今人均汽车是每 1000 人平均 10 辆汽车,但石油资 源不足,每年已进口几千万吨石油,随着经济的发展,假如中国人均汽车持有量达到现在全 球水平---每 1000 人有 110 辆汽车, 我国汽车持有量将成 10 倍地增加, 石油进口就成为大问 题。因此在我国研究发展电动汽车不是一个临时的短期措施,而是意义重大的、长远的战略 考虑。 下面是一些专家对我国发展电动汽车的看法: 锂电池大规模用于电动车还需一定时间 河南环宇集团锂电池产业技术副总工程师邓伦浩 目前国内锂电池的研究工作和国外相比,差距主要体现在电池的控制系统和电源 管理系统上。邓伦浩对记者说,现在国内对锂电池的研究处于各自开发的状态。目前,有的公司已经能 够为电 动汽车提供相应 的锂电 池配套产品,配 套的锂 电池一般能跑 200~500 公里左右。 邓伦浩告诉记者,现在国内锂电池的价格太高,电源管理系统的问题还没得到很 好地解决。电动汽车还面临充电的问题。目前,家里的一般线路不能为电动汽车锂电 池充电,必须配一个小型的专用充电器,而且充电的时间很长,很麻烦。在国外,为 了解决这一问题,一般都把充电站和加油站放在一起。现在国内的充电站还没有大规 模地建立起来。 国内锂电池研究存在三大问题 中国汽车工程学会电动汽车分会主任陈全世 陈全世告诉记者,目前国内锂电池研究存在三大问题。首先是制造的一致性问题。 由于在锂电池的制造工艺和设备上存在差距,使得国内锂电池的生产工艺参差不齐, 制造标准还达不到一致性。电动汽车所用的锂电池都是串联或并联在一起,如果一致 性问题解决不好,那么所生产的锂电池也就无法大规模应用于电动汽车。 其次是知识产权问题。目前国内在磷酸铁锂电池的研究上已经取得突破,但是由 于美国在这方面有专利,所以虽然我们在一些环节上能够自主研发,但是在知识产权 问题上,还不知如何应对。 第三是原材料的筛选问题。现在用于锂电池生产的原材料不可能全部进口,主要 还是取自国内, 但是国内的原材料要通过国际认证, 生产出的锂电池才能被国际认可, 所以在原材料认证环节上目前还存在一些问题。 大力发展电动汽车将增加能源供需紧张形势 中国国际经济合作学会经济合作部副主任杨金贵 目前中国 80%的二氧化碳排放来自燃煤,超过 50%的煤炭消费用于火力发电,而同时, 火力发电量占到总发电量的 70%以上。加之目前我国煤炭发电平均效率只有 35%,在这样 的情况下,发展电动汽车,无异于增加电力消耗,同时也就意味着增加碳排放量。随着我国 城镇化、工业化步伐的加快,电力资法律论文 源将更为紧张。而在风能、核能发电尚在发展阶段的我 国而言,大力发展电动汽车,势必将增加能源供需紧张形势,相反不利于低碳产业的发展布 局。对于政府来说,在不遗余力地支持电动汽车发展、支持相关企业开发新产品的同时,更 需要解决源头问题。以电动汽车为例,用煤炭替换石油的作为并不可取,电动汽车成为低碳 经济时代先锋的前提是解决电力资源问题,否则,前景并不乐观。 从以上各个专家的看法,可以看出我国要发展电动汽车是非常艰辛的和曲折的。但这并 不代表不可能, 只是时间问题, 只要我们攻关了那些技术难题, 电动汽车将会造福我们国民, 甚至全人类。因此,发展纯电动汽车势不可挡。

立帜汽车制造网 随着世界能源危机和环保问题日益突出,汽车工业面临着严峻的挑战。一方面,石油资源短缺,汽车是油耗大户,且目前内燃机的热效率较低,燃料燃烧产生的热能大约只有35%—40%用于实际汽车行驶,节节攀升的汽车保有量加剧了这一矛盾;另一方面,汽车的大量使用加剧了环境污染,城市大气中CO的82%、NOx的48%、HC的58%和微粒的8%来自汽车尾气,此外,汽车排放的大量CO2加剧了温室效应,汽车噪声是环境噪声污染的主要内容之一。我国作为石油进口国和第二大石油消费大国,污染严重,世行认定的20个污染最严重的城市有16个在中国。国内汽车产品水平与国外差距很大,平均油耗高出10%—30%,排放约为15—20倍,汽车工业面临的压力更大。上个世纪末以来世界各国和各大汽车公司以及国内各大科研机构和高等院校纷纷致力于开发清洁节能汽车,新能源汽车获得了长足发展。汽油和柴油是传统内燃机汽车的能源,利用除此以外的能源提供汽动力的汽车均可称为新能源汽车。目前正在开发的新能源包括天然气、液化石油气、醇类、二甲醚、氢、合成燃料、生物气、空气以及电荷燃料电池等。本文介绍新能源汽车技术的发展概况,并对其发展前景提出看法。1 新能源汽车的种类及其特点 天然气汽车和液化石油气汽车天然气汽车又被称为“蓝色动力”汽车,主要以压缩天然气(CNG)、液化天然气(LNG)、吸附天然气(ANG)为燃料,常见的是压缩天然气汽车(CNGV)。液化石油气汽车(LPGV)是以液化石油气(LPG)为燃料。CNG和LPG是理想的点燃式发动机燃料,燃气成分单一、纯度高,与空气混合均匀,燃烧完全,CO和微粒的排放量较低,燃烧温度低因而NOx排放较少,稀燃特性优越,低温起动及低温运转性能好。其缺点是储运性能比液体燃料差、发动机的容积效率较低、着火延迟期较长。这两类汽车多采用双燃料系统,即一个汽油或柴油燃料系统和一个压缩天然气或液化石油气系统,汽车可由其中任意一个系统驱动,并能容易地由一个系统过渡到另一个系统。康明斯与美国能源部正合作开发名为“先进往复式发动机系统(ARES)”的新一代天然气发动机,根据开发目标,该发动机热效率达50%(热电联产时达到80%以上),NOx排放量低于/km,制造成本为400450美元/kW,维护费用低于美元/kwh,在满足这些目标的同时,发动机具有较高的可靠性。 醇类汽车醇类汽车就是以甲醇、乙醇等醇类物质为燃料的汽车,使用比较广泛的是乙醇,乙醇来源广泛,制取技术成熟,最新的一种利用纤维素原料生产乙醇的技术其可利用的原料几乎包括了所有的农林废弃物、城市生活有机垃圾和工业有机废弃物。目前醇类汽车多使用乙醇与汽油或柴油以任意比例掺和的灵活燃料驱动,既不需要改造发动机,又起到良好的节能、降污效果,但这种掺和燃料要获得与汽油或柴油相当的功率,必须加大燃油喷射量,当掺醇率大于15%—20%时,应改变发动机的压缩比和点火提前角。乙醇燃料理论空燃比低,对发动机进气系统要求不高,自燃性能差,辛烷值高,有较高的抗爆性,挥发性好,混合气分布均匀,热效率较高,汽车尾气污染可减少30%以上。这种汽车最早由福特公司在20世纪80年代中期开发,到2003年底,美国有230多万辆乙醇汽车,其中多数是道奇和克莱斯勒厢式车——2003年已卖出233466辆。 氢燃料汽车氢是清洁燃料,采用氢气作燃料,只需略加改动常规火花塞点火式发动机,其燃烧效率比汽油高,混合气可以较大程度地变稀,所需点火能量小,有利于节约燃料。氢气也可以加入其它燃料(如CNG)中,用于提高效率和减少N02排放。氢的质量能量密度是各种燃料中最高的一种,但体积能量密度最低,其最大的使用障碍是储存和安全问题。宝马公司一直致力于氢气发动机研制,开发了多款氢发动机汽车,其装有V12氢发动机的7系列轿车是世界上首批量产的氢发动机,该发动机可使用氢气和汽油两种燃料。 二甲醚汽车二甲醚(DME)是一种无色无味的气体,具有优良的燃烧性能,清洁、十六烷值高、动力性能好、污染少,稍加压即为液体,非常适合作为压燃式发动机的代用能源,使用该燃料的车辆可达到美国加州的超低排放标准。日本NKK公司成功地开发出用劣质煤生产二甲醚的设备,并且和住友金属工业公司于1998年完成了用二甲醚作为汽车燃料的试验,二甲醚汽车(DMEV)不会排放黑色气体污染环境,产生的NOX比柴油少20%。 气动汽车以压缩空气、液态空气、液氮等为介质,通过吸热膨胀做功供给驱动能量的汽车称为气动汽车,气动发动机不发生燃烧或其他化学反应,排放的是无污染物辐射的空气或氮气,真正实现了零污染。目前开发比较成功的是压缩空气动力汽车(APV),工作原理类似于传统内燃机汽车,只不过驱动活塞连杆机构的能量来源于高压空气。APV介质来源方便、清洁,社会基础设施建设费用不高,较容易建造。无燃料燃烧过程,对发动机材料要求低,结构简单,可借鉴现有内燃机技术因而研发周期短,设计和制造容易。但目前APV能量密度和能量转换率还不够高,续驶里程短。1991年法国工程师Guy Negre获得了压缩空气动力发动机的专利,并加盟MDI公司,2000年MDI公司推出的名为“进化”(evolution)的APV,质量仅700kg,其发动机质量仅为35kg,速度可达120km/h,一次充满压缩空气可行驶200km,充气费用仅为美元,在城市中约可行驶10h,在压缩空气站充气2min就可完成,用气泵充气3h可完成。 电动汽车世界上第一辆电动车(EV)由美国人在19世纪90年代制造。EV大致分为蓄电池电动汽车(BEV)、燃料电池电动汽车(FCEV)和混合动力电动汽车(HEV)。电动汽车的一个共同特点是汽车完全或部分由电力通过电机驱动,能够实现低排放和零排放。蓄电池电动汽车是最早出现的电动汽车。使用铅酸电池的汽车整车动力性、续驶里程与传统内燃机汽车有较大的差距,而使用高性能镍氢电池或者锂电池又会使成本大大增加。而JtBEV都需有一定充电时间及相应的充电设备,使用场合受到了限制。燃料电池具有近65%的能量利用率,能够实现零排放、低噪声,国外最新开发的高性能燃料电池已经能够实现几乎与传统内燃机汽车相当的动力性能,发展前景很好,但成本却是制约其产业化的瓶颈。在加拿大进行的示范试验表明,使用燃料电他的公共汽车制造成本为120万加元,而使用柴油机的公共汽车仅为万加元。混合动力汽车融合了传统内燃机汽车和电动汽车的优点,同时克服了两者的缺点,近年来获得了飞速发展,并已经实现了产业化和商业化,PRIUS和INSIGHT两款混合动力汽车的成功向人们展现了混合动力技术的魅力和巨大的市场潜力。 以植物油为燃料的汽车为了寻找可代替石油的新能源,科学家也将目光投向了植物油,正在研制以植物油如大豆油、玉米油及向日葵油为原料的内燃机油。科学家们还在研究生物柴油,这是一种以植物油为原料的燃料,将来可作为柴油的替代品大量用于卡车和轮船。生物柴油中不含硫,因此不会对环境造成酸雨威胁。为生产生物柴油,化学家们正在对植物油进行酯化加工,使之变成甲基酯化合物,燃烧起来更干净,发动机内残留物也较少。2 我国新能源汽车的发展概况我国天然气资源丰富,分布广泛,海南、北京、上海、重庆等省市被列为国家燃气汽车重点示范城市,各地均在燃油汽车基础上研制开发改装了压缩天然气汽车和液化石油气汽车,主要用于出租车、公交客车、大型车辆和工程设施等。一汽—大众公司开发了捷达LPG,上海交大研制成LPG轿车并和申沃客车联合开发成功改装型LPG城市bus,北京开发了CNG城市bus。山西是产煤大省,甲醇汽车项目已进行多年,目前已达到商业运行阶段,所用甲醇汽车采用灵活燃料系统,既可用甲醇,也可用汽油,将乙醇当作有氧燃料使用,现在在河北和黑龙江等地推广。同时国家制定了乙醇汽油燃料相关标准。我国云岗汽车公司大同汽车制造厂开发了甲醇中巴车。我国煤炭资源丰富,政府支持以煤炭为原料制造车用燃料项目。煤直接液化和间接液化制取车用燃料的项目正在积极进行。“十五”期间在云南和陕西建立了煤直接液化示范厂,以煤为原料合成石油或二甲醚等车用燃料。西安交通大学与中国科学院煤化工研究所经过5年协同攻关,于2000年研制出了“超低排放二甲醚汽车”,通过在TYll00单缸柴油机及装备有大连柴油机厂生产的CA498柴油机的面包车上燃用二甲醚的试验,发现发动机的功率可提高10%-15%,热效率提高2—3个百分点,噪声降低10%-15%。我国从事燃料电池研究的单位有20余家,质子交换膜(PEM)燃料电池技术已取得较大进展,但与国外还有不小差距,例如,国外将功率50—80kW的PEM燃料电池用于轿车,而我国最大的PEM燃料电池单堆功率为5kW,离轿车使用相距甚远。我国的金属燃料电池技术已经达到世界先进水平。我国的镍氢电池和锂电池技术水平也已经达到国际先进水平,比亚迪在2005年上海车展展出的E1电动车已经具备了很好的整车动力性能。目前国内对压缩空气动力汽车的研究报道最多的是浙江大学,他们已经开发出压缩空气动力摩托车研究平台,探索出不少有益的结论,正在进一步深入研究,此外重庆大学和同济大学也做过一些探索性研究。应当说APV在国内的发展才刚刚起步。3 代用燃料汽车的发展前景在各种汽车代用燃料中,LPG和CNG最方便投入使用,而且目前已经具有好的配套基础设施。在排放和经济性能要求较高而动力性能要求一般的公共交通领域具有很好的应用前景,美国近年来新型公交客车中天然气汽车就占据了较大比例。在中国这样的农业大国特别是一些农业大省,乙醇资源丰富,乙醇汽车有良好的应用前景。二甲醚等合成燃料具有很好的排放特性,也将具有很好的应用前景,特别是作为代用柴油应用于混合动力汽车。混合动力汽车毫无疑问是下一代汽车动力系统的主要形式。蓄电池电动汽车的使用性能不如混合动力汽车和燃料电池汽车,且成本高。氢燃料发动机的能量利用率不如氢氧燃料电池。因而蓄电池电动汽车和氢发动机汽车的发展前景不是十分乐观。当然随着太阳能电池技术的发展和突破,也许纯电动汽车能迎来一个不错的发展局面。压缩空气动力汽车虽然实现了零污染,但其整车性能与传统汽车相差太远,只能在较小的范围内应用于特定场合。燃料电池是目前技术条件下能量利用率最高的车用能源。燃料电池的比能量可达200—350Wh/kg,为锂离子电池的2—3倍;能量转换效率高达60%~80%,是汽油机或柴油机的~2倍,能实现超低污染甚至零污染,而且燃料电池使用的氢能源是可再生的。目前以甲醇燃料电池技术最为成熟。国外各大石油公司和汽车均在致力于燃料电池汽车的研发以抢占在未来汽车发展中的滩头。戴姆勒—奔驰汽车公司从1993年到2000年先后推出了NecarI—NecarⅣ和Nebas等系列FCEV,2001年5月Necar4在美国试车,功率55kW,最高车速145km/h,装载行程450km,最新推出的Necar V-FCEV采用甲醇燃料电池。1997年Ballard动力公司和福特汽车公司组建了Xcellsis公司开发燃料电池轿车,美国AR—CO、壳牌、德士古等石油公司和加州CARB先后加盟,组成世界上最强大的燃料电池车开发联盟。日本电力中央研究所正在开发一种全面使用耐热陶瓷的燃料电池,电池在发电效率非常高的1000℃的高温下工作,电解质的输出功率达到1W/cm2,相当于传统燃料电池的5倍。EvomR公司致力于开发铝和锌燃料电池,已具有相当水平。总之对代用燃料的综合评价应考虑以下因素:燃料成本;车辆成本;对进口石油的依赖程度;有效能源利用率;温室效应;排放污染;生产、储运、分销、加注设施;装载行驶里程和加注时间;安全性。基于这些因素,目前最容易投入使用的代用燃料是CNG和LPG。电、甲醇和乙醇的综合评价指数都低于汽油。可以预计LPG和CNG以及乙醇的市场份额将会不断增加。二甲醚和合成柴油在十年后其市场份额会快速稳定增长。混合动力汽车会进一步发展,迅速增加市场份额。而燃料电池汽车会在20年之后开始实现产业化逐渐增加市场份额。传统汽油机汽车的市场份额会在20年之后开始出现明显的下降,但柴油车会在重型车辆领域继续保持很高的市场份额。4 结束语在未来的20年内,汽油和柴油仍是汽车主要的能量来源,但汽油和柴油的质量要求越来越高,发动机技术将快速发展以提高能量利用率。代用燃料会得到迅速运用,天然气汽车和乙醇汽车会率先大规模投入使用,二甲醚和合成燃料会逐步扩大应用。混合动力系统会得到快速发展和应用,混合动力汽车将至少在30年内都是汽车工业最切实可行的解决能源问题和污染问题的途径。因此应当整合资源加速混合动力汽车的开发,抢占汽车技术发展的新高地。燃料电池是最有前途的车用能量,也是未来汽车的主要能量源,国内石油工业应该与汽车工业联手开发先进的燃料电池技术,抢占未来先进汽车技术的前沿阵地!

超级电容器研究前沿论文

成果简介

具有高比表面积的多孔碳纳米片已经成为超级电容器最有希望的电极材料,但是它们的高孔体积导致相对较低的密度和较差的体积电容。 本文,苏州大学Chong Chen等研究人员 在《Carbon》期刊发表名为“Scalable synthesis of strutted nitrogen doped hierarchical porous carbon nanosheets for supercapacitors with both high gravimetric and volumetric performances”的论文, 研究通过新型的D-葡萄糖酸钙爆炸技术成功地按比例合成了支撑氮掺杂的分层多孔碳纳米片(SNPCNS),该碳纳米管具有通过支撑支撑的三维非聚集结构。

调节热解温度和时间,以及D-葡萄糖酸钙和脲甲醛树脂的质量比,以优化SNPCNS的比表面积,孔体积和电容性能。经过优化的SNPCNS具有高比表面积(539 m2g -1),表面杂原子丰富(N为 at。%)和高密度( g cm -3)。因此,由SNPCNS电极组装的超级电容器具有非常高的重量/体积电容,分别为286Fg-1/317Fcm-3(在6MKOH中)和355Fg-1 / 394Fcm-3(在1 MH 2中)所以4)。重要的是,实现了重离子/体积能量密度(在离子液体中)为 W h kg -1 / W h L -1(在离子液体中),优于先前报道的基于碳纳米片的对称超级电容器。这项工作为大规模和低成本生产用于能量存储的高性能多孔碳纳米片提供了新的策略。

图文导读

图1。氮掺杂分层多孔碳纳米片的合成示意图。

图2。SNPCNS-1:1-800-2h的(ab)SEM图像,(ce)TEM图像,(f)AFM图像和(gi)EDX元素映射图像。

图3。(a)XPS调查,(b)SNPCNS-1:1-800-2h的C1s,(c)N1s和(d)O1s光谱。

图4。SNPCNS材料通过热膨胀和热解转化制备过程的示意图。

图5。(a)20 mV s -1时的CV曲线,(b)1 A g -1时的GCD曲线,以及(c)SNPCNS样品在6 M KOH溶液中的体积电容。(d)在6 M KOH溶液中SNPCNS-1:1-800-2h的GCD曲线。(e)SNPCNS-1:1-800-2h在1 MH 2 SO 4和6 M KOH溶液中的奈奎斯特图。(f)SNPCNS-1:1-800-2h电极的重量/体积电容与其他报道的碳电极的比较。

图6。SNPCNS-1:1-800-2h在6 M KOH和[EMIm] NTf 2电解质中的电化学性能。

小结

总之,开发了一种D-葡萄糖酸钙爆炸技术,可以轻松而可规模地合成一种支链的氮掺杂分层多孔碳材料。 SNPCNS的高产量生产和出色的电容性能使其能够在超级电容器中进行大规模应用。

文献:

成果简介

本文,浙江大学王树荣教授团队在《ChemElectroChem》期刊 发表名为“Preparation of Nitrogen and Sulfur Co-doped and Interconnected Hierarchical Porous Biochar by Pyrolysis of Mantis Shrimp in CO2 Atmosphere for Symmetric Supercapacitors”的论文, 研究以螳螂虾壳为原料,CO2为活化剂,通过一步热解活化制备多种N、O、S自掺杂生物质碳材料(MSCs)。

通过控制热解温度来调节碳材料的物理和化学性质。在这项研究中,MSCs 材料的最大比表面积 (SSA) 和孔体积分别为 m 2  g -1和 3  g -1在 700 C 时达到。此外,在表征试验中发现,氮和硫等杂原子已成功引入碳微观结构中。 MSC-750含有高达的N和的S ,虽然SSA只有 时,6MKOH对称超级电容器在1Ag-1下的比电容在所有样品中达到最大值 -1,这是由于其高含量的杂原子官能团产生的赝电容。

图文导读

图1、(a)–(d) 分别为样品 MSC-600、650、700 和 750 的 SEM 图像;(e) 和 (f) MSC-700 和 MSC-750 在高倍率下的形态学图像。

图2、(a)–(b) MSC-750的TEM图像;(c)–(i) MSC-750选定区域的TEM-EDS图像。

图3、(a) MSCs的拉曼光谱和 (b)XRD图。

图4、MSC的电化学性能

图5、(a) 奈奎斯特曲线;(b) 比电容的虚部(C“,vs 频率);(c)-(f) 两个串联的硬币型超级电容器分别用于点亮白色和红色 LED。

小结

通过二氧化碳一步热解活化螳螂虾壳制备多元素共掺杂多孔生物质活性炭材料,并将其应用于对称超级电容器。这些结果表明MSC-750是一种很有前景的超级电容器电极材料,为水产品的高附加值加工利用开辟了新途径。

文献:

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料,这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。下面是我整理的纳米材料科技论文,希望你能从中得到感悟!

纳米材料综述

【摘要】 本文综述了纳米材料的发展、种类、结构特性、目前应用状况和相关的应用前景,并对我国和国际目前的研究水平和投入做了对比分析。

【关键词】 纳米、纳米技术、纳米材料、纳米结构

1 引言

著名科学家费曼于1959年所作的《在底部还有很大空间》的演讲中,以“由下而上的方法”出发,提出从单个分子甚至原子开始进行组装,以达到设计要求。他说道,“至少依我看来,物理学的规律不排除一个原子一个原子地制造物品的可能性。”并预言,“当我们对细微尺寸的物体加以控制的话,将极大得扩充我们获得物性的范围。”[1]

1974年,科学家唐尼古奇最早使用纳米技术一词描述精密机械加工。1982年,科学家发明研究纳米的重要工具――扫描隧道显微镜,使人类首次在大气和常温下看见原子,为我们揭示一个可见的原子、分子世界,对纳米科技发展产生了积极促进作用。1990年7月,第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办,标志着纳米科学技术的正式诞生。[2]

2 纳米技术

纳米技术是在单个原子、分子层次上对物质的种类、数量和结构形态进行精确的观测、识别和控制的技术,是在纳米尺度范围内研究物质的特性和相互作用,并利用这些特性制造具有特定功能产品的多学科交叉的高新技术。其最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子、分子,制造出具有特定功能的产品。

3 纳米材料

纳米材料的概念

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料,这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。从尺寸大小来说,通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在微米以下,即100纳米以下。因此,颗粒尺寸在1~100纳米的微粒称为超微粒材料,也是一种纳米材料。

纳米材料具有一定的独特性,当物质尺度小到一定程度时,则必须改用量子力学取代传统力学的观点来描述它的行为,当粉末粒子尺寸由10微米降至10纳米时,其粒径虽改变为1000倍,但换算成体积时则将有10的9次方倍之巨,所以二者行为上将产生明显的差异。

纳米材料的分类

纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类。其中纳米粉末开发时间最长、技术最为成熟,是生产其他三类产品的基础。

(1)纳米粉末

纳米粉末又称为超微粉或超细粉,一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒,是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料。可用于:高密度磁记录材料;吸波隐身材料;磁流体材料;防辐射材料;单晶硅和精密光学器件抛光材料;微芯片导热基片与布线材料;微电子封装材料;光电子材料;先进的电池电极材料;太阳能电池材料;高效催化剂;高效助燃剂;敏感元件;高韧性陶瓷材料(摔不裂的陶瓷,用于陶瓷发动机等);人体修复材料;抗癌制剂等。

(2)纳米纤维

纳米纤维指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料。可用于:微导线、微光纤(未来量子计算机与光子计算机的重要元件)材料;新型激光或发光二极管材料等。静电纺丝法是目前制备无机物纳米纤维的一种简单易行的方法。

(3)纳米膜

纳米膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒膜是纳米颗粒粘在一起,中间有极为细小的间隙的薄膜。致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。可用于:气体催化(如汽车尾气处理)材料;过滤器材料;高密度磁记录材料;光敏材料;平面显示器材料;超导材料等。

(4)纳米块体

纳米块体是将纳米粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到的纳米晶粒材料。主要用途为:超高强度材料;智能金属材料等。

4 纳米材料的应用

由于纳米材料是由相当于分子尺寸甚至是原子尺寸的微小单元组成,也正因为这样,纳米材料具有了一些区别于相同化学元素形成的其他物质材料特殊的物理或是化学特性例如:其力学特性、电学特性、磁学特性[8]、热学特性等,这些特性在当前飞速发展的各个科技领域内得到了应用。

5 纳米材料的前景

纳米科学是一门将基础科学和应用科学集于一体的新兴科学,主要包括纳米电子学、纳米材料学和纳米生物学等。纳米材料的应用涉及到各个领域,21世纪将是纳米技术的时代。纳米科学技术的诞生,将对人类社会产生深远的影响,并有可能从根本上解决人类面临的许多问题,特别是能源、人类健康和环境保护等重大问题。

21世纪初的主要任务是依据纳米材料各种新颖的物理和化学特性,设计出各种新型的材料和器件。通过纳米材料科学技术对传统产品的改性,增加其高科技含量以及发展纳米结构的新型产品,目前已出现可喜的苗头,具备了形成21世纪经济新增长点的基础。纳米材料将成为材料科学领域一个大放异彩的明星展现在新材料、能源、信息等各个领域,发挥举足轻重的作用。随着其制备和改性技术的不断发展,纳米材料在精细化工和医药生产等诸多领域会得到日益广泛的应用。

6 结束语

纳米材料在21世纪高科技发展中占有重要地位。纳米材料由于其无可挑剔的优越性,已成为世界各国研究的热点。其应用已渗透到人类生活和生产的各个领域,促使许多传统产业得到改进。世界发达国家的政府都在部署未来10~15年有关纳米科技研究规划。我国对纳米材料的研究也取得了令世界瞩目的、具有前沿性的科技成果。纳米技术的开发,纳米材料的应用,推动了整个人类社会的发展,也给市场带来了巨大的商业机遇。

参考文献

[1]孙红庆.科技天地―计划与市场探索[M],2001/05

[2]肖建中.材料科学导论[M].北京:中国电力出版社,2001,43~50.

[3]吴润,谢长生.粉状纳米材料的表面研究进展与展望[J].材料导报.2000,14(10):43~46.

纳米材料与应用

摘要 :简要介绍了纳米材料的分类以及它的基本效应,讲解了纳米材料的特殊性能。分析了新型能源纳米材料中光电转换、热点转换、超级电容器及电池电极的纳米材料;环境净化纳米材料中的光催化、吸附、尾气处理等;较具体的讲述了纳米生物医药材料中纳米陶瓷材料、纳米碳材料、纳米高分子材料、纳米复合材料。

关键词 :纳米材料 性能 应用

纳米是一个长度单位,1nm=10ˉ9m。纳米材料是指在结构上具有纳米尺度调制特征的材料,纳米尺度一般是指1~100nm。当一种材料的结构进入纳米尺度特征范围时,其某个或某些性能会发生明显的变化。纳米尺度和性能的特异变化是纳米材料必须同时具备的两个基本特征。

按材质,纳米材料可分为纳米金属材料、纳米非金属材料、纳米高分子材料和纳米复合材料。其中纳米非金属材料又可细分为纳米陶瓷材料、纳米氧化物材料和其他非金属纳米材料。

悬浮于流体的纳米颗粒可大幅度提高流体的热导率及传热效果,例如在水中添加5%的铜纳米颗粒,热导率可以增大约倍,这对提高冶金工业的热效率有重要意义。纳米颗粒可表现出同质大块物体不同的光学特性,例如宽频带、强吸收、蓝移现象及新的发光现象,从而可用于发光反射材料、光通讯、光储存、光开光、光过滤材料、光导体发光材料、光学非线性元件、吸波隐身材料和红外线传感器等领域。

纳米颗粒在电学性能方面也出现了许多独特性。例如纳米金属颗粒在低温下呈现绝缘性,纳米钛酸铅、钛酸钡等颗粒由典型得铁电体变成了顺电体。可以利用纳米颗粒制作导电浆料、绝缘浆料、电极、超导体、量子器件、静电屏蔽材料压敏和非线性电阻及热电和介电材料等。纳米粒子的粒径小,表面原子所占比例很大,表面原子拥有剩余的化学键合力,表现出很强的吸附能力和很高的表面化学反应活性。新制备的金属粒子接触空气,能进行剧烈氧化反应或发光燃烧(贵金属除外)。

纳米材料还广泛应用于环境保护中,它具有能耗低、操作简便、反应条件温和、可减少二次污染等突出特点。纳米材料在生物学性能也有广泛应用,用纳米颗粒很容易将血样中极少的胎儿细胞分离出来,方法简便,成本低廉,并能准确判断胎儿细胞是否有遗传缺陷。人工纳米材料由于其所具有的独特性质能满足人类发展中的多样化需求,近年来获得迅速的发展。目前,越来越多的人工纳米材料已被投放市场,给人们的生活带来巨大的变化和进步。

来自美国加州大学洛杉矶分校和中国天津大学的研究人员们合作,将导电性能良好的碳纳米管和高容量的氧化钒编织成多孔的纤维复合材料,并将该复合材料应用到超级电容器的电极上,获得了新型的具有高能量密度和高循环稳定性的超级电容器。这种超级电容器是非对称的,包含复合材料的阳极和传统的阴极,以及有机的电解质。其中电极薄膜的厚度要比之前的报道高很多,可以达到100微米上,从而使其可以获得更高的能量密度。由于其制备过程与传统的锂离子电池和电容器的生产过程近似,研究人员们认为这种新型电容器的可以比较容易地投入大规模生产。同时,他们也相信该项研究成果向同行们展示了纳米复合材料在高能量、高功率电子设备中的应用前景。

通过先进碳材料的应用,综合了人造石墨和天然石墨做为锂离子电池负极材料活性物质的优点,克服了它们各自存在的缺点,是满足先进锂离子电池性能要求的新一代碳贮锂材料。具有下列优点:微观结构稳定性好,适合大电流充放电;表观性状相容性好,适合形成稳定的SEI膜;粒子形貌、粒径分布适应性强,适合不同的加工工艺要求。适用于先进锂离子电池(液态、聚合物)对下列性能的要求:更高的比能量(体积比、重量比);更高的比功率;更长的循环寿命;更低的使用成本。

应用纳米TiO2泡沫镍金属滤网及甲醛、氨、TVOC吸附改性活性炭等新材料,以及采用惯流风扇取代传统的离心风扇结构,提高空气净化器的性能。光催化泡沫镍金属滤网的特性;镍金属网是用特殊的工艺方式将金属镍制作成具有三维网状结构的金属滤网。它具有:空隙加大,一般大于96%;通透性好,流体通过阻力小;其实际面积比表观面积大很多倍的特性。镍金属网是将纳米级的TiO2以特殊工艺镶嵌在泡沫状镍金属网上,从而将光催化材料的杀菌、除臭、分解有机物的功能和镍的超稳定性很好的结合在一起。它有效的解决了其他光催化材料在使用中存在的有效受光面积小、流体和光催化材料接触面积小、气阻大以及因光催化材料在光催化作用下的强氧化性致使其附着基材易老化和光催化易脱落而使其寿命短的缺陷。活性炭改性工艺及增强性能;活性炭是一种多孔性的含碳物质,它具有高度发达的空隙构造,是一种优良的空气中异味吸附剂。

纳米TiO2具有巨大的比表面积,与废水中有机物更充分地接触,可将有机物最大限度地吸附在它的表面具有更强的紫外光吸收能力,因而具有更强的光催化降解能力可快速降息夫在其表面的有机物分解。此外,在汽车尾气催化的性能方面以及在空气净化中广泛应用。

常规陶瓷由于气孔、缺陷的影响,存在着低温脆性的缺点,它的弹性模量远高于人骨,力学相容性欠佳,容易发生断裂破坏,强度和韧性都还不能满足临床上的高要求,使它的应用受到一定的限制。而纳米陶瓷由于晶粒很小,使材料中的内在气孔或缺陷尺寸大大减少,材料不易造成穿晶断裂,有利于提高材料的断裂韧性;而晶粒的细化又同时使晶界数量大大增加,有助于晶粒间的滑移,使纳米陶瓷表现出独特的超塑性。许多纳米陶瓷在室温下或较低温度下就可以发生塑性变形。纳米陶瓷的超塑性是其最引入注目的成果。传统的氧化物陶瓷是一类重要的生物医学材料,在临床上已有多方面应用,主要用于制造人工骨、人工足关节、肘关节、肩关节、骨螺钉、人工齿,以及牙种植体、耳听骨修复体等等。

由碳元素组成的碳纳米材料统称为纳米碳材料。在纳米碳材料中主要包括纳米碳纤维、碳纳米管、类金刚石碳等;纳米碳纤维除了具有微米级碳纤维的低密度、高比模量、比强度、高导电性之外,还具有缺陷数量极少、比表面积大、结构致密等特点,这些超常特性和良好的生物相容性,使它在医学领域中有广泛的应用前景,包括使人工器官、人工骨、人工齿、人工肌腱在强度、硬度、韧性等多方面的性能显著提高;此外,利用纳米碳材料的高效吸附特性,还可以将它用于血液的净化系统,清除某些特定的病毒或成份。

目前,纳米高分子材料的应用已涉及免疫分析、药物控制释放载体、及介入性诊疗等许多方面。免疫分析作为一种常规的分析方法,在蛋白质、抗原、抗体乃至整个细胞的定量分析上发挥着巨大的作用。在特定的载体上,以共价结合的方式固定对应于分析对象的免疫亲和分子标识物,将含有分析对象的溶液与载体温育,通过显微技术检测自由载体量,就可以精确地对分析对象进行定量分析。在免疫分析中,载体材料的选择十分关键。纳米聚合物粒子,尤其是某些具有亲水性表面的粒子,对非特异性蛋白的吸附量很小,因此已被广泛地作为新型的标记物载体来使用。

近年来,组织工程成为一个崭新的研究领域,吸引了众多学科研究者的关注。在工程化的方法培养组织、器官的过程中,用于细胞种植、生长的支架材料是一个关键的因素,能否使种植的细胞保持活性和增殖能力,是支架材料应用的重要条件。据报道,将甲壳素按一定的比例加入到胶原蛋白中可以制成一种纳米结构的复合材料,与以往的胶原蛋白支架相比,其力学强度得到增强,孔径尺寸增大,表明这种具有纳米结构的复合材料作为细胞生长的三维支架,在力学、生物学方面有很大的优越性和应用潜力。在硬组织修复与替换的研究中,纳米复合材料也开始逐步显示出其优异的性能。用肽分子和两亲化合物的自组装可以得到一种类似细胞外基质的纤维状支架,这种纳米纤维可以引导羟基磷灰石的矿化,形成纳米结构的复合材料,研究发现,这种纳米复合材料内部的微观结构与自然骨中胶原蛋白/羟基磷灰石晶粒的排列结构一致。

参考文献:

[1] 陈飞. 浅谈纳米材料的应用[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2009(03)

[2] 张桂芳. 纳米材料应用与发展前景概述[J]. 黑龙江科技信息. 2009(16)

医学研究前沿杂志

是。根据查询临床医学前沿杂志相关资料显示,临床医学前沿杂志是核心期刊,医学前沿杂志被SCI、科技核心、CSCD核心目录收录中,整体质量非常高。《医学前沿》期刊,是由中华人民共和国教育部主管、高等教育出版社有限公司出版、德国施普林格公司海外发行的Frontiers系列英文学术期刊之一。

医学前沿是一本综合医学期刊,致力于发表关于临床和基础医学最新进展的原创研究和评论文章,重点关注流行病学,中医学,转化研究,医疗保健,公共卫生和健康政策。该期刊采用严格的同行评审和编辑流程,以确保手稿的科学准确性,新颖性和重要性。医学前沿致力于通过更新医学进展,分享疾病控制和治疗经验以及就卫生政策,医疗服务交换意见,通过全球医疗,疾病预防和科学研究专业人员之间的沟通来促进健康和医疗保健和医疗改革。

国际医学前沿研究糖尿病的方向主要有干细胞移植治疗糖尿病,仍在实验室研究阶段。

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