近日,深圳大學謝和平院士與其博士生翟朔分別為通訊和第一作者,香港理工大學倪萌教授、南京工業大學邵宗平教授為共同通訊作者在Nature Energy(IF:67.439)以深圳大學為第一單位發表了題為” A combined ionic Lewis acid descriptor and machine-learning approach to prediction of efficient oxygen reduction electrodes for ceramic fuel cells” 的研究成果。該研究將機器學習、理論計算與陶瓷固體氧化物開發相結合,開發了一個經過實驗驗證的陰極材料機器學習篩選技術,實現了固體氧化物燃料電池篩選高活性陰極材料的重大突破。
高活性鈣鈦礦陰極材料結構及電化學性能(深圳大學供圖)
鈣鈦礦陰極材料本征活性與路易斯酸性強度以及離子半徑函數相關性的三維可視化示意圖(深圳大學供圖)
據悉,當前,現代化的燃煤電廠受到卡諾循環的限制,單位發電量的煤炭消耗量居高不下,同時難以破解煤炭發電固有的CO2大量排放的技術瓶頸,無法真正實現煤炭的清潔低碳利用。謝和平院士團隊率先提出并正在攻關“近零碳排放直接煤燃料電池(DCFC)發電技術”(CN114284533A)。該技術可打破卡諾循環的限制,不通過燃燒,而是將改性煤炭的化學能通過電化學氧化過程直接轉換為電能,同時在系統內原位實現CO2二次能源化利用。其中DCFC是基于固體氧化物燃料電池,其陰極提供了碳氧化反應所需的氧離子,材料的本征活性對氧還原反應的動力學反應速率有著決定性作用。然而,傳統的材料設計、表征和測試依賴低效的試錯過程,往往需要漫長的研究周期。
基于上述研究思考,該研究創新將機器學習、理論計算與固體氧化物燃料電池陰極材料設計相結合,實現了快速、有效地從龐大的鈣鈦礦組分中篩選高活性陰極材料。該研究闡明了鈣鈦礦氧化物路易斯酸性調控策略提升本征活性的機理,揭示了路易斯酸性在A位和B位離子的極化分布引起電子對的偏移,進而降低氧空位的生成能和遷移能壘的機制。該成果為團隊正在攻關的“近零碳排放直接煤燃料電池發電技術”提供了理論依據與技術支持。
6月20日,第四代吉利醇氫電動轎車交車儀式在張家口市民廣場舉行,首批36輛醇氫電動轎車正式交付,主要應用于當地出租車行業。據了解,張家口市大力鼓勵出租車經營者自愿更換電動出租車。目前,全市電動出租車保有量達1137輛,位居全省前列。 近年來,張家口市鞏固國家公交都市建設示范城市創建成果,加快構建綠色交通體系,推進新能源在城市公交、出租車和配送領域的推廣使用,不斷優化城市綠色出行環境,推動交通結構綠色低碳轉型。 筆者在張家口市橋西區展覽館公交站看到,一輛輛車牌上印有“F”標識的氫燃料電池公交車從身邊駛過,成為一道亮麗風景線。“目前,全市擁有綠色能源公交車2050輛,占公交車輛總數的90.4%,主城區綠色能源公交車輛占比100%。”張家口市交通運輸局相關負責人介紹,該市已投運氫燃料電池公交車444輛,位居全國首位。 該市不斷豐富氫能交通應用場景,氫燃料電池重卡已應用于當地煤炭運輸服務以及建筑垃圾倒運領域。目前,該市有氫燃料電池提供動力的物流車725輛、牽引車3輛、倉柵車40輛。“動力系統由本地企業生產制造,具有快速加氫、功率高、續航里程長等優勢。”張家口億華通動力科技有限公司品牌部負責人李靖介紹,氫燃料電池重卡每加滿一次燃料...