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    2012年, 第1卷, 第1期 刊出日期:2012-09-01    下一期
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    本期栏目: 特约文章 
    特约文章
    纳米石墨化碳在锂离子电池中的应用进展
    黄佳琦,张 强,金 涌,魏 飞
    2012 (1):  1-12. 
    摘要 ( 439 )   PDF(1694KB) ( 905 )  
    纳米石墨化碳因其优异的导电、导热及力学性能近年来备受重视,并在锂离子电池体系中得到广泛运用。纳米石墨化碳具有的优异电学性能及纳米尺度结构特征使其在解决锂离子电池中高导电性、导热性、充放电过程中的柔性及结构稳定性等方面发挥了重要作用。本文综述了近年来纳米石墨化碳在锂离子电池应用中的最新进展和研究热点,包括纳米石墨化碳在锂离子电池中直接充当高容量负极材料,纳米石墨化碳作为高性能骨架材料为电极提供导电及力学网络,与硅、金属氧化物等高容量电极材料复合形成同轴、核壳等结构的高容量电极材料甚至柔性电极等。如何进一步认识纳米石墨化碳储锂机制,发展其精确可控制备科学和工程技术,进而在三维尺度上构建高效的锂离子电池电极材料结构仍是未来的重点研究方向。
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    压缩空气储能技术研究进展
    张新敬1, 陈海生1, 刘金超1,2,李 文1,谭春青1
    2012 (1):  26-40. 
    摘要 ( 1512 )   PDF(2827KB) ( 2891 )  

    压缩空气储能系统通过压缩空气存储多余的电能,在需要时,将高压空气释放通过膨胀机做功发电,在电力的生产、运输和消费等领域具有广泛的用途,是目前大规模储能技术的研发热点。综述了压缩空气储能技术的研究与应用现状,包括工作原理、功能和应用情况,分析了压缩空气储能系统的类型和技术特点,并对压缩空气储能系统的关键部件和系统性能进行了分析比较,最后指出了压缩空气储能技术的发展趋势。

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    纳米燃料——一种新的储能载体
    宋鹏翔1,丁玉龙1,2,文东升3
    2012 (1):  41-49. 
    摘要 ( 513 )   PDF(1409KB) ( 912 )  
    提出了以纳米燃料作为储能载体的新概念,即含能纳米微粒或载于溶液中的含能纳米颗粒悬浮液作为二次能源载体。纳米燃料的燃烧过程应用于内燃机在本文中首次提出。讨论了几类潜在的可用纳米能源,包括硅、铝和铁,以及它们的干态与湿态应用形式。纳米燃料颗粒与传统燃料颗粒相比具有显著不同的热物理性质,这些性质改变是由于尺度效应带来的,尤其是纳米尺度下非常大的比表面积增大了氧化过程中的接触面积。纳米尺度下熔点和融化潜热的降低也和尺度的减小密切相关。本文还讨论了纳米储能材料的生产、点火及燃烧的控制、燃烧产物的捕集等有关纳米储能材料实际应用中的挑战性问题。
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    液流电池储能技术研究现状与展望
    贾志军,宋士强,王保国
    2012 (1):  50-57. 
    摘要 ( 728 )   PDF(3751KB) ( 1527 )  

    液流电池技术利用流动的电解液作为电化学储能介质,适合于进行大容量电能与化学能的转化与储存。液流电池通常具有寿命长、效率高等技术特征,在平滑风能、太阳能等可再生能源发电出力以及微型电网、智能电网建设等方面有着广阔的应用前景。本文论述了液流电池的研究与开发现状,概述了目前逐渐具备工程实施能力的全钒液流电池体系,分析了液流电池新体系的研究开发状况,指明了它们各自需要进行技术突破的重要问题,最后展望了金属/ 空气液流电池的技术优势与未来发展前景。

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    储能与液流电池技术
    张 华 民
    2012 (1):  58-63. 
    摘要 ( 684 )   PDF(1469KB) ( 2224 )  

    大规模高效储能技术是解决可再生能源发电不连续、不稳定、不可控特性的重要途径,也是构建坚强智能电网的核心技术。本文对各种储能技术进行了综合分析,并对适用于大规模储能的抽水储能、压缩空气储能、钠硫电池、锂离子电池、铅酸电池和液流电池的技术特点、优劣势、发展前景进行了深入阐述;最后,对储能技术的发展思路进行了探讨,认为坚持技术开发与应用示范并重,进一步降低储能设备成本,提高其可靠性和稳定性并辅以一定的鼓励政策,是推进储能技术的产业化和实用化的重要途径。

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    清华大学飞轮储能技术研究概况
    戴兴建1,张小章1,姜新建2,王善铭2,沈祖培1,孙旭东2
    2012 (1):  64-68. 
    摘要 ( 936 )   PDF(1054KB) ( 1594 )  

    全面回顾了清华大学在过去17 年内坚持飞轮储能技术研究开发的总体情况。介绍了6 种飞轮储能试验研究系统和工程样机的技术特征,分析了研制过程中遇到的飞轮轴系稳定性、电机设计、充放电控制器调试等关键技术难题,探讨了飞轮储能技术工业化应用开发中应注意的问题。

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    永磁电机式机械弹性储能机组储能运行控制策略研究
    余 洋,米增强,吴 婷,闫 坤
    2012 (1):  69-73. 
    摘要 ( 530 )   PDF(2495KB) ( 438 )  
    基于团队先前提出的以涡卷弹簧作为储能元件的机械弹性储能机组技术,简述了以永磁电机为储能电机的机组基本组成与工作原理,建立了永磁电机式机械弹性储能机组(mechanical elastic energy storage, MEES) 各模块数学模型,提出了机组储能过程的恒转速控制策略。利用Matlab/Simulink 构建的机组全仿真模型,对机组储能过程的恒转速控制进行了仿真。仿真结果证明了所搭建模型和控制策略的正确性与有效性。
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    金属基相变材料的研究进展及应用
    张国才1,2,3,徐 哲1,陈运法2,李建强1
    2012 (1):  74-81. 
    摘要 ( 512 )   PDF(1352KB) ( 1203 )  

    金属基相变材料由于具有储能密度高、热稳定性好、热导率高等优点,在潜热热能储存系统中具有极大的优势。本文回顾了金属基相变材料的发展历程,归纳了金属基相变材料的性能参数,总结了各种热物性的测量方法,探讨了金属基相变材料与容器材料的相容性问题,分析了金属基相变材料在太阳能热发电、工业余热回收和电力削峰填谷中的应用前景。金属基相变材料的高温腐蚀性是目前限制其在热控制中应用的主要因素。为了实现金属基相变材料的广泛应用,需要重点解决金属基相变材料的封装问题。

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