微区扫描电解池装置

如何清洗、干燥微量水分测定仪的电解池？　新购买的库伦法微量水分测定仪的电解池不需要清洗，当您使用中的卡尔费休试剂失效【判断试剂失效的具体表现为：①使用一个月以上；②卡尔费休试剂颜色变深（非过碘状态下）；③电解过程很难达到终点】，需要更换时，我们建议您对电解池进行清洗、干燥：　　电解池的清洗：清洗时，请把电解池所有配件分别用无水乙醇、无水甲醇等试剂清洗干净（注意：电解电极和测量电极不能用水清洗，否则会造成测量误差，并且不要清洗到电极引线处）。　　电解池的干燥：放在大约60℃的烘箱内烘干4小时，然后使其自然冷却。

近日，大连化物所燃料电池研究部燃料电池系统科学与工程研究中心（DNL0301组）研制出固体氧化物电解池制氢样机，额定产氢量为2Nm3/h。固体氧化物电解池（Solid Oxide Electrolysis Cell，SOEC）是固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell，SOFC）的逆过程，可在中高温（700至900℃）下将电能和热能转化为燃料化学能，具有能量转化效率高、不使用贵金属催化剂等优点。SOEC利用富余的可再生能源电力，以及核电、化工、钢铁等行业伴生的工业余热实现电解制氢，效率有望达到90%以上，是未来大规模制取氢气的重要技术之一。与国外相比，我国SOEC技术起步较晚，在电堆和系统制备等方面差距较为明显。近年来，该团队围绕SOEC关键材料、电堆与系统集成等方面，取得系列进展。团队发展了对称密封技术，展现出优异的密封性能，实现多次重启后电堆开路电位未见明显降低；研究开发了大功率电堆的气体分配技术，单堆功率达到10kW级；自主设计了高集成度的供水单元、供气单元和热管理单元，集成出额定产氢量2Nm3/h的SOEC制氢系统，直流能耗约3.30kWh/Nm3，水蒸气转化率达到70%以上。相关成果有望为进一步开发大规模固体氧化物电解池制氢系统奠定技术基础。上述工作得到大连化物所创新基金的支持。

近日，我所无机膜与催化新材料研究组（504组）杨维慎研究员、朱雪峰研究员团队与科罗拉多矿业学院RP O’Harye教授合作，从热力学角度出发，分析并绘制了固体氧化物电解池（SOECs）中二氧化碳电还原的热力学反应相图，揭示了操作过程中的能斯特电位（EN）是控制该体系中各种反应（CO2电还原、积碳反应和金属Ni氧化）的决定性因素。相关研究结果可为SOECs的结构设计、操作条件优化等提供指导。SOECs是一种高效的能源转换器件，可将可再生电能转化为化学能进行储存。在该体系中，CO2电还原生成CO和O2，CO可作为燃料通过逆反应模式进行发电，或作为化工反应的原料。因此，SOECs被认为是一种有潜力的CO2减排技术。同时，作为一种全固态器件，SOECs可实现产物的原位分离，也被认为是一种在特殊场景中的高效制氧技术，氧气纯度理论可达100%。然而，在CO2电还原过程中，阴极催化剂Ni氧化和碳沉积被认为是限制SOECs技术发展的两大难题，对器件的稳定运行造成威胁。本工作中，为探究SOECs中不利反应的起源，研究团队首先分析了该体系中各种电压损失的纵向分布，建立了一维电化学反应理论模型，发现反应过程中形成的EN是控制Ni氧化和碳沉积的决定性因素。同时，研究团队从控制化学反应的源头出发，计算出不同反应条件（温度、阳极氧分压、阴极水分压和阴极总气体压力等）下的SOECs稳定运行的EN操作窗口，并绘制了相关热力学化学反应相图。最后，研究团队从实验上验证了上述理论分析结果。本工作揭示的Ni氧化和碳沉积的起源可以扩展到多相催化的其他领域，有利于反应条件优化，例如，选择合理的操作温度窗口、压力、原料气组成等。此外，本工作也有利于催化剂微结构设计，可通过改变催化剂表面以抑制有害的反应动力学或调节催化剂表面附近的局部气氛。相关研究成果以“Mapping a thermodynamic stability window to prevent detrimental reactions during CO2 electrolysis in solid oxide electrolysis cells”为题，于近日发表在Applied Catalysis B: Environmental上。该工作第一作者是我所博士后胡世庆。上述工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、我所创新基金等项目的资助。

新产品和新技术体现了相关行业的技术发展趋势，定期推出一定数量的新产品和新技术是一个仪器企业创新能力的具体表现。仪器信息网“半年新品盘点”旨在将最近半年内推出的新产品和新技术集中展示给广大用户，让大家对于感兴趣的领域有总体性了解，更多创新产品和更详细内容见新品栏目。　　电化学分析是利用物质的电化学性质测定物质成分的分析方法。它是仪器分析法的一个重要组成部分，以电导、电位、电流和电量等化学参数与被测物质含量之间的关系作为计量的基础。根据所测量电化学参数的不同，常见的电化学分析仪器有：pH计、电位滴定仪、电化学工作站、卡尔费修水分仪、电导率仪、库仑仪、极谱仪等。　　电化学仪器是实现电化学分析与电化学测量的基本工具，量大面广。电化学信号可直接使用，无须精密的机械和光学系统，方便经济，是企事业单位及科研机构实验室常用的一类分析仪器。目前电化学仪器不仅作为实验室基础研究的科学仪器，也拓展到现场分析技术和仪器仪表等领域，在线分析、便携化、多功能化等亦是其未来的发展方向。　　2012年的上半年，电化学领域新产品新技术不断推出。仪器信息网新品栏目和相关资讯中发布了8款电化学仪器新品及相关设备。　　pH 计日本堀场 HORIBA F-70 LAQUA PH计上市时间：2012年3月(汕头市科技设备供应公司代理)　　HORIBA F-70 LAQUA系列PH计是一款操作简单而有趣的新形仪表，采用宽屏静电容量式触摸屏，触感操作；智能导航可以及时指引进而解决校准及测量故障等问题；此外，该款仪器的玻璃管电极易清洗。　　卡氏水分测定仪上海禾工科学仪器有限公司 全自动卡尔费休水分测定仪AKF-1上市时间：2012年3月　　AKF系列全自动卡尔费休水份测定仪在传统产品上进行了大量的创新，增加了仪器稳定性，降低了仪器故障，消除了运行噪声，同时改良了操作界面，加入自动打空白，自动清洗装置，自动保持检测状态等技术，仪器操作的简便、自动、安全、高效。上海禾工科学仪器有限公司高 精度智能卡尔费休水分测定仪AKF-2010（升级型）上市时间：2012年4月　　AKF-2010卡尔费休水分测定仪采用Windos操作系统，5.6寸高精度触摸屏；操作简单直观，可以外接键盘鼠标，并且可以连接到网络，直接用网络传输数据，可以实现对仪器的远程控制和远程数据传输处理及监管；该款仪器还具有极大的扩展性，可方便升级为电化学自动滴定系统；其全封闭滴定池，使用户无需直接接触有毒试剂即可完成整个分析过程以及仪器的日常维护等工作。　　自动电位滴定仪日本京都电子公司 AT-700自动电位滴定仪上市时间：2012年4月(上海今昊科学仪器有限公司代理)　　AT-700自动电位滴定仪采用了新的液路设计，更换试剂、日常维护更加简单；并且可以扩展为双管滴定，最多可连接10组滴定单元；可配套专用多样品转换器使用，经济实用；该电位滴定仪使用通用的USB接口连接各种外部设备，U盘存储，键盘输入，条码扫描；精确的液滴控制保证了实验的精度；多种规格的测试电极和多种外设极大扩展了电位滴定仪的应用范围；仪器设计紧凑，体积为原来型号仪器的一半。　　电化学工作站、恒电位仪美国青藤 DY2116B微型恒电位仪/恒电流仪上市时间：2012年4月(雷迪美特中国有限公司代理)　　DY2116B是美国Digi-Ivy, Inc.公司生产的一款袖珍式恒电位仪/恒电流仪。该仪器采用最新的半导体芯片科技，通过独特的电路设计大大缩小了仪器的体积，应用更为便捷；噪声低，稳定性高，精心设计的硬、软件的有机结合，在不用Faraday屏蔽罩的情况下也很容易获得pA的电流测量分辨；信号发生和采集通过16-bit DAC和16-bit ADC来完成，最小电流分辨可达0.76pA；操作简单，功能多样化，易于使用，控制界面一目了然。美国Gamry电化学公司 Interface1000电化学工作站　　Interface 1000具有9个电流范围，3个增益范围，很灵活地适用于从腐蚀到电池，从传感器到超级电容的应用领域；高性能：电池充放电、极化实验，Interface 1000可以达到1A电流，槽压可以达到20V；和Gamry其他系统一样，Interface 1000采用浮地技术设计，使用与接地的工作电极系统；Interface 1000 可以达到 20 uV 噪声效果；不需要添加任何模块，Interface 1000 可以测量到1 MHz的交流阻抗；多台Interface 1000可以方便的组合为多通道的电化学工作站，并且比传统的多通道使用起来灵活。　　电化学仪器部件、外设美国pine光谱电化学装置上市时间：2012年2月(理化(香港)有限公司代理)　　Pine公司的光谱电化学装置可以实现电化学方面的检测，并同时能实现光谱的检测。整套装置中，关键在于蜂窝状的电极和薄层石英电解池的配合使用，实现了电化学与光谱的同时检测；蜂窝状电极由三电极系统集成，以铂、金等贵金属作为工作电极，蜂窝状的制作工艺使光线穿透电解池，让研究者能够了解实时光谱及电化学数据。美国pine光电化学石英电解池上市时间：2012年2月(理化(香港)有限公司代理)　　PINE公司的光电化学石英电解池顶端有一较大的端口，可插入光电阳极(通常是硅晶片)。电解池周围的端口可插入对电极(通常为铂环)和参比电极；并且专门设计有气体喷射和净化的配件。可见光及紫外光可以通过电解池的任一两侧玻璃。在需要光学窗口的情况下，一侧或两侧的玻璃可以更换为可移动的光学窗口；除了在光电化学研究中应用，石英电解池也广泛应用在溶剂体系研究中(如强碱)。　　了解更多电化学仪器，请访问仪器信息网电化学仪器专场　　了解更多新品，请访问仪器信息网新品栏目

近日，中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室研究员汪国雄和中科院院士、大连化物所研究员包信和团队，与日本科研人员合作，在高温CO2电解研究方面取得新进展。研究通过氧化还原循环处理，构建了高密度金属/钙钛矿界面，显著提高了固体氧化物电解池CO2电解性能和稳定性。　　固体氧化物电解池可在阴极将CO2和H2O转化为合成气、烃类燃料，并在阳极产生高纯O2，具有反应速率快、能量效率高、成本低等优点，在CO2转化和可再生清洁电能存储方面具有应用潜力。　　钙钛矿型氧化物因其优异的可掺杂能力、抗积碳能力、氧化还原稳定性等，在催化和能源领域受到广泛关注。然而，与传统镍基阴极相比，钙钛矿电极因电催化活性不足导致其应用受到限制。将活性组分掺杂到钙钛矿体相，进而在还原气氛下原位溶出金属纳米颗粒，构建金属/钙钛矿界面，是一种提高CO2电解性能的有效途径。但金属纳米颗粒溶出仍存在颗粒密度低和颗粒尺寸大等缺点。此外，金属/钙钛矿界面形成机制以及催化机理缺乏直观的原位动态认识。　　该工作中，科研人员制备了Ru掺杂的Sr2Fe1.4Ru0.1Mo0.5O6-δ（SFRuM）双钙钛矿，通过氧化还原循环处理使RuFe合金纳米颗粒密度从5900个μm-2（R1）增加到22680个μm-2（R6），平均粒径在2.2~2.9nm之间，有效调控了RuFe@SFRuM界面密度。科研人员结合原位气氛电子显微镜及元素分布和电子能量损失谱表征，揭示出在还原和氧化气氛下RuFe@SFRuM界面的形成和再生机制，阐明了表面Ru元素富集促进溶出高密度RuFe@SFRuM界面的内在本质。原位气氛电镜、电化学交流阻抗谱结合密度泛函理论计算证实，RuFe@SFRuM界面促进了CO2吸附活化。与SFRuM阴极相比，RuFe@SFRuM阴极在1.2V时，CO2电解电流密度提高了74.6%，在1000小时，CO2电解测试中表现出高稳定性。该研究为固体氧化物电解池高效稳定电解CO2提供了新策略。　　相关工作以Promoting Exsolution of RuFe Alloy Nanoparticles on Sr2Fe1.4Ru0.1Mo0.5O6-δ via Repeated Redox Manipulations for CO2 Electrolysis为题，于近日发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上。研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、中科院青年创新促进会等的支持。　　论文链接

p　　strong腐蚀形貌常用表征方法/strong/pp　　在腐蚀研究和工程中，腐蚀形貌是判断各种腐蚀类型、评价腐蚀程度、研究腐蚀规律与特征的重要依据。腐蚀形貌表征最常用的方法便是宏观观察、扫描电子显微镜观察和金相显微镜观察等，这些方法容易受主观因素影响。/pp　　strong激光共聚焦扫描显微镜/strong/pp　　激光共聚焦扫描显微镜(LSCM)以激光作为光源，采用共轭成像原理，沿x、y方向逐点扫描试样表面，合成图像切片，再移动z周，采集多层切片，形成图像栈，将所有图像栈的信息进行合成，形成可以测量垂直高度和表面粗糙度及轮廓的三维表面形貌图像，是一种高敏感度与高分辨率的显微镜技术。/pp　　该技术已广泛应用于形态学、生理学、免疫学、遗传学等分子细胞生物学领域。由于采用激光共聚焦扫描显微镜表征腐蚀形貌具有较好的客观性，因此其在材料腐蚀中也有较好的应用前景。/pp　　strong试验材料/strong/pp　　试验试剂为乙醇、丙酮(分析纯，国药集团化学试剂有限公司)。试验钢为油田现场用N80钢管，其化学成分(质量分数)为：0.22%C，1.17%Mn，0.21%Si，0.003%S，0.010%P，0.036%Cr，0.021%Mo，0.028%Ni，0.018%V，0.012%Ti，0.019%Cu，0.006%Nb，余量Fe。/pp　　strong试验仪器/strong/pp　　红外碳硫分析仪，直读光谱仪，电子天平，M273A恒电位仪，扫描电镜，激光共聚焦扫描显微镜。/pp　　strong腐蚀试验/strong/pp　　span style="color: rgb(0, 176, 240) "(1)全面腐蚀/span/pp　　将N80钢管加工成挂片试样，用350号金相试纸对试样进行打磨，然后再用丙酮除油和乙醇清洗，最后吹干。/pp　　依据标准ASTM G170-06(R2012)《实验室中对油田及炼油厂缓蚀剂评价及鉴定的标准指南》和SY/T 5405-1996《酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标》，采用静态腐蚀挂片法对N80钢进行全面腐蚀试验。/pp　　试验在高温高压反应釜中进行。试验介质为15%(质量分数)的N,N' -二醛基哌嗪缓蚀剂，试验温度90℃，试验时间为4h。试验后取出试样，逐步采用毛刷机械法和超声波酒精振荡清洗试样表面的缓蚀剂膜和腐蚀产物，然后烘干送检LSCM。同时，对试样进行宏观观察和扫描电镜观察。/pp　　span style="color: rgb(0, 176, 240) "(2)沟槽腐蚀/span/pp　　将N80钢管加工成15mm× 5mm圆片试样，焊缝位于试样的中央，试验前采用350号金相砂纸打磨试样，再用丙酮除油和乙醇清洗，最后吹干，并采用光栅尺测量圆片尺寸。/pp　　依据标准Q/SY-TGRC 26-2011《ERW 钢管沟腐蚀实验室测试方法》，对N80钢进行沟槽腐蚀试验，得到沟槽腐蚀的试样。/pp　　试验采用电化学极化法(三电极体系)，在1000mL玻璃电解池(带石英窗口)内进行。试验介质为3.5%(质量分数)的NaCl溶液。饱和甘汞电极为参比电极，N80钢为工作电极，铂电极为辅助电极。/pp　　试验时对试样施加-550 mV的恒电位(相对于参比电极)，极化144h。试验后取出试样，逐步采用毛刷机械法和超声波酒精振荡清洗试样表面的腐蚀产物，然后烘干送检LSCM。同时，对试样进行宏观观察和扫描电镜观察。/pp　　strong结果与讨论/strong/pp　　span style="color: rgb(0, 176, 240) "1 全面腐蚀/span/pp　　全面腐蚀试验后试样的宏观照片、扫描电镜图和LSCM图分别如图1—3所示。对比这三幅图可以看到：宏观和扫描电镜观察显示试样表面均匀腐蚀，无点蚀坑 LSCM观察显示，试样表面有两处点蚀坑，两处点蚀坑的直径分别为10.24，11.65μm，深度分别为13.78μm和19.83μm。由此可见，LSCM不仅可获得试样的表面三维图，还可客观迅速地找到局部腐蚀处，并可对局部腐蚀处进行简单测量处理。/pp style="text-align: center "strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/8531e939-7799-465b-a201-8006f8ee75f1.jpg" title="图1 全面腐蚀试验后试样的宏观照片.jpg" alt="图1 全面腐蚀试验后试样的宏观照片.jpg"/br/br//strongstrong图1 全面腐蚀试验后试样的宏观照片/strong/pp style="text-align: center "strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/9fc9d4b0-37e5-4403-bc07-0e25c5a3291f.jpg" title="图2 全面腐蚀试验后试样的扫描电镜图.jpg" alt="图2 全面腐蚀试验后试样的扫描电镜图.jpg" width="378" height="406" border="0" vspace="0" style="width: 378px height: 406px "//strong/pp style="text-align: center "strong图2 全面腐蚀试验后试样的扫描电镜图/strong/pp style="text-align: center "strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/c4ecb6b1-a0e5-4322-b1de-903eca0143be.jpg" title="图3 全面腐蚀试验后试样的激光共聚焦扫描显微镜表征图.jpg" alt="图3 全面腐蚀试验后试样的激光共聚焦扫描显微镜表征图.jpg" width="400" height="271" border="0" vspace="0" style="width: 400px height: 271px "//strong/pp style="text-align: center "strong图3 全面腐蚀试验后试样的激光共聚焦扫描显微镜表征图/strong/pp　　span style="color: rgb(0, 176, 240) "2 沟槽腐蚀/span/pp　　由于N80钢管为焊管，其母材与焊缝的显微组织不一样，在腐蚀环境中易产生电位差，使得焊缝熔合线处易出现深谷状的凹槽，如图4所示。沟槽腐蚀敏感系数α是判断焊管焊缝抗腐蚀的一个重要参数，其计算方法如式(1)所示。/pp style="text-align: center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/3507e746-8170-4721-a27d-d203442685a6.jpg" title="式（1）.png" alt="式（1）.png"//pp style="text-align: center "strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/613be5a5-5c15-45e0-a6d8-6ee416278e9d.jpg" title="图4 沟槽腐蚀试验后试样的宏观照片.jpg" alt="图4 沟槽腐蚀试验后试样的宏观照片.jpg"//strong/pp style="text-align: center "strong图4 沟槽腐蚀试验后试样的宏观照片/strong/pp　　式中：h1为原始表面和腐蚀后表面的高度差 h2为原始表面和点蚀坑坑底的高度差，如图5所示。h1和h2均取3次测量的平均值，当α 1.3时，表示焊管焊缝对沟槽腐蚀不敏感 当α≥1.3时，表示焊管焊缝对沟槽腐蚀敏感，需采取措施减少沟槽腐蚀。/pp style="text-align: center "strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/8e59d50c-bea6-49da-8f6a-d2448171379f.jpg" title="图5 沟槽腐蚀试验参数测定.png" alt="图5 沟槽腐蚀试验参数测定.png"//strong/pp style="text-align: center "strong图5 沟槽腐蚀试验参数测定/strongbr//pp　　沟槽腐蚀试验后试样的金相图和LSCM图分别如图6和图7所示。通过金相图和LSCM图得到参数h1和h2，并根据式(1)计算沟槽腐蚀敏感系数，结果如表1所示。/pp style="text-align: center "strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/75c010b6-db01-472f-ae3d-cff23f615d7c.jpg" title="图6 沟槽腐蚀试验后试样的金相图.jpg" alt="图6 沟槽腐蚀试验后试样的金相图.jpg"//strong/pp style="text-align: center "strong图6 沟槽腐蚀试验后试样的金相图/strong/pp style="text-align: center "strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/467f4cb3-f842-418c-af0d-e067c5e4ee20.jpg" title="图7 沟槽腐蚀试验后试样的LSCM图.jpg" alt="图7 沟槽腐蚀试验后试样的LSCM图.jpg"//strong/pp style="text-align: center "strong图7 沟槽腐蚀试验后试样的LSCM图/strong/pp style="text-align: center "strong表1 不同方法得到的沟槽腐蚀敏感系数/strong/pp style="text-align: center "strongimg src="https://img1.17img.cn/17img/images/201809/uepic/15d8299e-3916-4241-bf81-692270f87d04.jpg" title="表1 不同方法得到的沟槽腐蚀敏感系数.png" alt="表1 不同方法得到的沟槽腐蚀敏感系数.png"//strong/pp　　采用金相显微镜测h2和h1时，需根据主观判断找到3个深度最深的腐蚀坑，然后将其局部放大，并采用仪器标尺测量h2和h1 而采用LSCM测h2和h1时，沟底层处便是腐蚀坑深度，且测量标尺为LSCM自带，因此该方法更便捷、直观和客观，由此计算的α也更可靠。br//pp　　strong结论/strong/pp　　(1)激光共聚焦扫描显微镜表征腐蚀形貌以三维图方式显示，局部腐蚀处可一眼看到，更直观。/pp　　(2)用激光共聚焦扫描显微镜表征沟槽腐蚀，可以直观和客观地找到腐蚀坑深处，仪器自带标尺可直接测量坑深，数据测量更便捷，由此计算的敏感系数也更可靠。/p

本文由天津大学一碳化工课题组所作，第一作者为刘海博士，文章发表于Journal of Materials Chemistry A（J. Mater. Chem. A, 2021, 9, 7848–7856）。 将CO2作为一种资源，通过电化学方法利用可再生能源产生的电能将其转化为化工原料与高附加值产品具有巨大的应用前景，有助于实现“碳中和”的长远目标。CO2电化学还原产物有多种，其中两电子还原产物甲酸的路线具有100%的原子经济性和较高的技术经济价值。锡基材料由于价格低廉、无毒和高甲酸选择性等特点而被广泛用作CO2电催化还原制甲酸的催化剂。其存在的一个重要问题是仅能在特定的操作电位下实现高的甲酸选择性，这显然不利于实际CO2电解到甲酸的生产过程，阻碍了该技术的工业化应用。 CO2还原产物的准确定量检测对于催化剂的性能评价至关重要，连续在线检测技术的发展为开发高效的CO2还原电催化剂提供了有效的检测手段。利用岛津在线监测气相色谱系统，通过搭建密封CO2电催化还原电解系统，可实时、准确检测反应过程中气相还原产物的浓度，快速评价催化剂的性能，为设计合成高效的CO2转化电催化剂提供了重要依据。 GC-2014C 在线监测色谱系统 文献解析图一. 扫描电镜(a, b)和HAADF-STEM (c-f)电镜图 首先通过改性水热法合成了暴露(111)和(332)高能晶面的八面体单晶SnO₂纳米粒子。从图一可以看出，两种SnO₂纳米粒子形貌和尺寸均一，且表面由不同的台阶位和平台位等缺陷位组成。 图二. 电催化还原CO2性能表征：(a, b) H-cell (c, d) Flow cell. 图二表明暴露高能晶面的SnO₂呈现出了高的CO₂催化活性和选择性。在流动性电解池(Flow cell)测试中，暴露(111)晶面的SnO₂更是实现了超过500 mA cm-2的甲酸分电流密度以及87.8%的甲酸法拉第效率，超过了工业化指标要求。 图三. DFT计算结果: (a) SnO₂不同晶面组成示意图；(b-c) 反应中间体自由能和吸附能。 DFT计算（图三）和原位Raman光谱（图四）的表征结果表明在高能晶面上有利于*OCHO中间体(生成甲酸的关键中间体)的吸附，而不利于*HCOOH生成物的吸附，从而打破了SnO₂中普通 (110)晶面上固有的中间产物在催化剂表面吸附的尺度依赖关系(Scaling relationship)，从而促进了甲酸的生成。图四. 原位Raman表征: (a) 原位Raman示意图；（b-d）不同电位下的原位Raman光谱。 图五. CO₂电化学转化与氯碱工业的耦合技术: (a) 电解装置示意图；(b-d) 电解产物分布图。 在传统的CO₂电催化还原过程中，阳极反应为氧析出反应(OER)，该反应需要较高的过电位且产物为低价值的氧气。为了解决这一问题，作者利用廉价的海水作为电解液，与工业上成熟的氯碱技术相结合，将阳极的OER反应替换为氯析出反应(CER)，从而大大提高了实际工业应用经济性。图五表明在CO₂还原-耦合CER的电解池中，SnO₂(111)催化剂在宽的电流密度范围下实现了80%的甲酸选择性和接近60%的Cl₂选择性，并表现出了较长时间的操作稳定性。这一重要结果为CO₂还原到甲酸的工业化提供了应用前景。 对上述实验进行总结，本工作通过水热法合成了暴露（332）和（111）高能晶面的的八面体SnO2单晶。它们在~500 mV的电化学窗口内表现出了很高的CO2催化活性和80％以上的高甲酸选择性。结合气体扩散电极，可以实现超过500 mA cm-2的高甲酸分电流密度。密度泛函理论（DFT）计算和原位拉曼光谱研究表明，在高能晶面上有利于*OCHO物种的吸附而不利于HCOOH*的结合，从而有利于在宽的电势范围内生成甲酸。同时，这些八面体的SnO2与氯碱电解槽实现了耦合，可同时高效地生产甲酸和Cl2。而应用自动在线进样分析检测产物的Shimadzu GC-2014C设备，为以上实验中产物的检测提供有效助力。 关联仪器：GC-2014C 文献题目《Highly efficient CO2 electrolysis within a wide operation window using octahedral tin oxide single crystals》 使用仪器GC-2014C 作者Hai Liu, a Yaqiong Su,b, c Siyu Kuang,a Emiel J. M. Hensen,b Sheng Zhang,*a Xinbin Ma*aa Key Laboratory for Green Chemical Technology of Ministry of Education,Collaborative Innovation Centre of Chemical Science and Engineering, School ofChemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin 300072, China.E-mail: xbma@tju.edu.cn sheng.zhang@tju.edu.cnb Laboratory of Inorganic Materials and Catalysis, Department of ChemicalEngineering and Chemistry, Eindhoven University of Technology, P.O. Box 513, 5600MB Eindhoven, The Netherlandsc School of Chemistry, Xi' an Key Laboratory of Sustainable Energy Materials Chemistry,MOE Key Laboratory for Nonequilibrium Synthesis and Modulation of CondensedMatter, State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment, Xi' anJiaotong University, Xi' an 710049, China 声明 1、本文不提供文献原文。2、所引用文献仅供读者研究和学习参考，不得用于其他营利性活动。3. 文中涉及最优，最佳类描述，限于实验组别对比结果。4. 本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

2019年8月12日-15日，首届国际锂硫电池会议（International Conference on Lithium-Sulfur Batteries 2019, ICLSB2019）在北京国际会议中心召开，来自中国、美国、德国等多国的400余位学者参加此次为期4天的会议。能源的高效储存与转化是当代社会面临的重要技术问题之一。在众多能源系统中，采用锂和硫之间的转化反应的锂硫电池，具有极高的理论能量密度，是最具有潜力的下一代电池技术。大会围绕“锂硫电池中的能源化学与产业应用”的主题，以高端学术交流为重点，针对当前锂硫电池领域的热点问题展开探讨。锂硫电池会议现场瑞士万通中国有限公司作为本次会议的赞助商，如约出席了本次会议。本次瑞士万通带来了新的锂离子电池解决方案以及前沿的的光谱电化学仪器，致力于为锂硫电池发展研究提供完整的分析工具与前沿科学技术。瑞士万通展台会场外，瑞士万通展台吸引了众多学者前来交流讨论，不少专家对我们的仪器产生了浓烈的兴趣。 RHD电化学快速变温测试系统电解质在不同温度下的电导率、电化学窗口等参数的测量是储能设备研究中重要的一环，受到越来越多电化学专家和材料专家的重视。目前现有的测试装置不能快速有效地改变温度且保持恒定，而且控温环境与样品真实温度之间的差异也是控制的难点。基于此类现实的要求，Autolab研究开发了一整套电化学快速变温测试系统。电化学快速变温测试系统可用于液体、凝胶、聚合物和固体样品以及半电池或全电池样品在控温条件下的研究和表征。在测试中，因为采用极少量的样品（有的情况下只需要几微升），所以温度可以在很短的时间内被精确调整并稳定到预定温度。电化学快速变温测试系统是"一键式"全自动测量系统，整个测试过程完全由软件控制。主要指标电源电压： 100V - 230V AC可控温度（电解池）范围：-40℃ - 100℃工作环境相对湿度范围要求：0 - 100%保存环境要求：非腐蚀性电解池最大承受相对压力：5 bar系统重量: 5 kg快速温控单元体积：27 cm x 18.5 cm x 16 cm (Lx Wx H)采用半导体加热/制冷技术（Peltier）

2019第五届全国固态电池研讨会8月17日至18日在浙江宁波举行，会议由中国硅酸盐学会固态离子学分会和宁波市人民政府共同主办，来自国内外知名研究院所、大专院校、相关企业及投融资机构的近1000名代表参会，就固态电池的基础研究、关键材料、关键技术、关键装备及其标准等全产业领域关心的问题展开探讨。全国固态电池研讨会现场瑞士万通中国有限公司作为本次会议的赞助商，如约出席了本次会议。本次瑞士万通带来了崭新的锂电池解决方案以及前沿的的光谱电化学仪器，致力于为锂电池行业发展提供完整的分析工具与前沿科学技术。瑞士万通展台会场外，瑞士万通展台吸引了众多学者前来交流讨论，不少专家对我们的仪器产生了浓烈的兴趣。 RHD电化学快速变温测试系统电解质在不同温度下的电导率、电化学窗口等参数的测量是储能设备研究中重要的一环，受到越来越多电化学专家和材料专家的重视。目前现有的测试装置不能快速有效地改变温度且保持恒定，而且控温环境与样品真实温度之间的差异也是控制的难点。基于此类现实的要求，Autolab研究开发了一整套电化学快速变温测试系统。电化学快速变温测试系统可用于液体、凝胶、聚合物和固体样品以及半电池或全电池样品在控温条件下的研究和表征。在测试中，因为采用极少量的样品（有的情况下只需要几微升），所以温度可以在很短的时间内被精确调整并稳定到预定温度。电化学快速变温测试系统是"一键式"全自动测量系统，整个测试过程完全由软件控制。主要指标电源电压： 100V - 230V AC可控温度（电解池）范围：-40℃ - 100℃工作环境相对湿度范围要求：0 - 100%保存环境要求：非腐蚀性电解池最大承受相对压力：5 bar系统重量: 5 kg快速温控单元体积：27 cm x 18.5 cm x 16 cm (Lx Wx H)采用半导体加热/制冷技术（Peltier）

深圳市计量质量检测研究院（简称SMQ）成立于1980年，经过28年的发展，已成为华南地区检测范围最广、综合实力最强的综合性检测机构。 早在去年底，由于产品检测需要，SMQ需采购一套能满足GB/T 5121.1-2008（GB/T 5121.1 1996）《铜及铜合金化学分析方法 铜量的测定》要求的恒电流电解设备。我司技术部门通过与SMQ得工程师进行多次的技术交流探讨，最终为SMQ做出了一套完整的解决方案，包括VoltaLab型恒电位恒电流仪、按照GB/T 5121.1-2008专门定制的铂阴-铂阳电极、电解池等。 目前，该套设备已于近日在SMQ位于龙华二基地的实验室中完成安装调试工作，初步实验结果表明，该套设备完全符合GB/T 5121.1-2008的要求，并取得良好的实验结果。 更详细信息，请咨询雷迪美特中国有限公司技术部：petrel_radiometer@126.com 020-32486709, 87683635。

德国IPS 旋转环盘圆盘电极RRDE/RDE/RCE测试系统可用于于氧还原反应（ORR）、氧析出反应（OER）、 燃料电池催化剂表征、金属腐蚀及其他电化学动力学研究等领域。IPS RRDE 测试系统由转速控制系统， 旋转系统，电解池和电极等组成。 转速控制系统，即马达控制器，它可以提供手动控制和软件控制两种方式。 该测试系统能够与其他品牌电化学工作站联用。 德国IPS 旋转环盘电极RRDE/RDE/RCE特点： 独特的旋转轴和电解池接触设计，可以有效提高整个测试系统的密封性。电解池可以根据客户需求定制。电解池有单层和双层，双层可水浴控温，配套曝气管。 主要技术参数 • 速度控制：手动或软件控制，手动触屏操作 • 转速范围：10 ‐ 10,000 R，带tip5000R • 电极头材料：GC disc/Pt ring 玻碳盘铂环电极，Pt disc/Pt ring 铂盘铂环电极, Au disc/Pt ring 金盘铂环电极, ；同时兼容‐RDE 电极头。电极头接受客户定制。 在氧还原反应（ORR）、氧析出反应（OER）测试过程中，参比电极的选择至关重要，我们推荐您使用可逆氢参比电极，改电极出自JPCC的一篇文章（J. Phys. Chem. C, 2009, 113 (28), pp 12340–12344 ）。标准氢电极，通常是将镀有一层海绵状铂黑的铂片，浸入到H浓度为1.0mol/L的酸溶液中，不断通入压力为100kPa的纯氢气，使铂黑吸附H2至饱和，这时铂片就好像是用氢制成的电极一样。 对于电子转移数n的测试方法：主要用到旋转圆盘电极，旋转环盘电极，如果有条件，可以使用电化学扫描显微镜SECM进行研究。创新点：全新触摸屏设计，支持手动及软件控制，MCU控制噪音更小，更稳定IPS 旋转环盘圆盘电极RRDE/RDE

近期因天气原因，空气湿度大导致微量水分测定仪前期平衡时间长或一直不能达到平衡状态，如您遇到以上问题，请按照以下方法进行处理。 前期准备微量水分测定仪使用受环境湿度影响因素较大，测试环境应保持环境湿度（环境湿度越小越好），可以通过空调除湿或除湿机进行湿度改善。建议将微量水分测定仪移至面积较小的实验室，同功率除湿效率更快、效果更佳。更换卡尔费休试剂时，将电解池瓶清洗干净，并烘干后在使用。清洗烘干电解池瓶时，电解电极和测量电极严禁放置在暴露空气中，建议放置在玻璃干燥器中。放置吸潮。 电解池瓶清洗：首先将电解电极、测量电极、干燥器、玻璃塞、进样堵头等取下放置在玻璃干燥器中，将电解池瓶中废液倒出，使用毛刷和清洗剂将电解池内部及连接毛玻璃处清洗干净，使用无水甲醇或无水乙醇（不建议使用其他试剂进行润洗，没有无水甲醇和乙醇可以不进行润洗。使用无水甲醇润洗后可以加快烘干速度）。60℃烘干2~4小时. 电解池组装注意事项：组装电解池时务必保证电解池的密封性，在电解池所有磨口处均匀的抹一层真空油脂（真空脂不能涂太多，真空脂进入电解液中会引起副反应，导致试剂长时间达不到平衡状态） 使用过程中硅胶垫要定期更换，建议做30~50次试验更换1次。更换硅胶垫要快，必要时将电解池瓶放在玻璃干燥器中保存。经常观察干燥管中变色硅胶颜色变化，变色硅胶颜色变为浅蓝色或粉色时及时更换新变色硅胶。观察平衡状态下电解速度数值，数值越大代表电解池密封效果欠佳、环境湿度太大导致，可以进一步进行处理。 使用后维护使用完毕后将电解池瓶整套（含电极、干燥管等）保存在玻璃干燥器中。长时间不用时，要定期将电解电极、测量电极、干燥器、玻璃塞、进样堵头插拔、旋转。放置黏连。

p　　strong1 稳态测量/strong/pp　　1.1 稳态过程与稳态系统的特征/pp　　一个电化学系统，如果在某一时间段内，描述电化学系统的参量，如电极电势、电流密度、界面层中的粒子浓度及界面状态等不发生变化或者变化非常微小，则称这种状态为电化学稳态。/pp　　稳态不等同于平衡态，平衡态是稳态的一个特例。同时，绝对的稳态是不存在的，稳态和暂态也是相对的。稳态和暂态的分界线在于某一时间段内电化学系统中各参量的变化是否显著。/pp　　1.2 稳态极化曲线的测量方法/pp　　稳态极化曲线的测量按照控制的自变量可分为控制电流法和控制电势法。/pp　　控制电流法亦称之为恒电流法，恒定施加电流测量相应电势。控制电势法亦称之为恒电位法，控制研究电极的电势测量响应电流。/pp　　本质上恒电流法和恒电势法在极化曲线的测量方面具有相同的功能，如果电化学体系中存在电流极大值时选择恒电势法，存在电势极大值时选择恒电流法。/pp　　1.3 稳态测量方法的应用/pp　　稳态极化曲线是研究电极过程动力学最基本的方法，在电化学基础研究方面有着广泛的应用。可根据极化曲线判断反应的机理和控制步骤 可以测量体系可能发生的电极反应的最大反应速率 可以测量电化学过程中的动力学参数，如交换电流密度、传递系数、标准速率常数和扩散系数等 可以测定Tafel 斜率，推算反应级数，进而获取反应进程信息 此外，还可以利用极化曲线研究多步骤的复杂反应，研究吸附和表面覆盖等过程。/pp　　strong2 暂态测量/strong/pp　　2.1 暂态过程与暂态系统的特征/pp　　暂态是相对稳态而言的，随着电极极化条件的改变，电极会从一个稳态向另一个稳态转变，在此期间所经历的不稳定的、电化学参量显著变化的过程称之为暂态过程。/pp　　暂态过程具有如下基本特征：①存在暂态电流——该电流由双电层充电电流和电化学反应电流组成，前者又称之为非法拉第电流或电容电流，后者常常称之为法拉第电流 ②界面处存在反应物与产物粒子的浓度梯度——即电极/溶液界面处反应物与产物的粒子浓度，如前所述，不仅是空间位置的函数，同时也是时间的函数。/pp　　2.2 暂态过程中的等效电路分析及其简化/pp　　由于暂态过程中的各参量是随时间变化的，与稳态过程比较，更为复杂。为便于分析和讨论，将各电极过程以电路元件组成的等效电路的形式来描述电极过程，等效电路施加电流后的电压响应，应与电极过程的电流电压响应一致。典型的两电极测量体系等效电路如图 5 所示。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/a705964b-ec79-49be-86a2-0967442f14c9.jpg" title="5.jpg" alt="5.jpg"//pp style="text-align: center "　　span style="color: rgb(0, 176, 240) "图 5 两电极体系电解池的等效电路/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "　　Fig.5 Equivalent circuit of two electrode system/span/pp　　图 5 中，A 和 B 分别代表研究电极和辅助电极(两电极体系)，R A 和 R B 分别表示研究电极和辅助电极的欧姆电阻，C AB 表示两电极之间的电容，R u表示两电极之间的溶液电阻，C d 和 C d ' 分别表示研究电极和辅助电极的界面双电层电容，Z r 和 Z r ' 分别表示研究电极和辅助电极的法拉第阻抗。/pp　　若 A、B 均为金属电极，则 R A 和 R B 很小，可忽略 由于两电极之间的距离远大于界面双电层的厚度，故 C AB 比双电层电容 C d 和 C d ' 小得多，当溶液电阻 R u 不是很大时，由 C AB 带来的容抗远大于 R u ，故C AB 支路相当于断路，可忽略 此外，若辅助电极面积远大于研究电极面积，则 C d ' 远大于 C d ，此时，C d ' 容抗很小，相当于短路，故等效电路(图 5)最终可简化为如图 6 所示。这相当于在电池中一个电极的电阻很小时的情况，如采用金属锂负极的两电极电池。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/29358b29-15c6-41d9-a13a-a6df8af6f153.jpg" title="6.jpg" alt="6.jpg"//pp style="text-align: center "　　span style="color: rgb(0, 176, 240) "图 6 两电极体系电解池的简化电路/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "　　Fig.6 Simplified circuit of two electrode system/span/pp　　由于电极过程的多步骤和复杂性，不同速率控制步骤下，电极体系的等效电路不尽相同，有时可以进一步简化，常见的有如下三种情形。/pp　　(1)传荷过程控制下的等效电路/pp　　暂态过程中由于暂态电流的作用使得电极溶液界面处存在双电层充电电流，该双电层类似于平行板电容器，可用 C d 表示，相应的充电电流的大小用i c 来表示。此外，界面处还存在着电荷的传递过程，电荷的传递过程可用法拉第电流来描述，由于电荷传递过程的迟缓性，导致法拉第电流引起了电化学极化过电势，该电流-电势的关系类似于纯电阻上的电流-电势关系，因而电荷传递过程可以等效为一个纯电阻响应，用 R ct 表示。由于传荷电阻两端的电压是通过双电层荷电状态的改变而建立起来的，因而，一般认为 R ct 与 C d 在电路中应属于并联关系，传荷过程控制下的简化等效电路如图 7 所示。需要指出的是，这一简化模型基于传统电化学体系，锂离子电池中，电极在多数状态下。大量电荷存储在电极内，造成电容效应，可以称之为化学电容 C chem ，与C dl 应该是串联关系。在实验上与 R ct 并联显示在阻抗谱半圆上的到底应该是电双层电容还是化学电容还是两种电容之和取决于哪一个电容值更低。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/4da71da6-e74d-48c7-baa1-c8b81d1d0072.jpg" title="7.jpg" alt="7.jpg"//pp style="text-align: center "　　span style="color: rgb(0, 176, 240) "图 7 传荷过程控制下的界面等效电路/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "　　Fig.7 Equivalent circuit of interface under the conditionof charge transfer/span/pp　　(2)浓差极化不可忽略时的等效电路/pp　　暂态过程中，对于惰性电极，由于电极/溶液界面处存在暂态电流，因此开始有电化学反应的发生，界面处不断发生反应物消耗和产物积累，开始出现反应物产物浓度差。随着反应的进行，浓度差不断增大，扩散传质过程进入对流区，电极进入稳态扩散过程，建立起稳定的浓差极化过电势，由于浓差极化过电势滞后于电流，因此电流-电势之间的关系类似于一个电容响应。可以用一个纯电阻 R w 串联电容 C w 表示。该串联电路可用半无限扩散模型来模拟，如图 8 所示。这种情况在电池中也会经常出现。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/963f9efd-7c04-4fb1-853d-a76ccf60a7c3.jpg" title="8.jpg" alt="8.jpg"//pp style="text-align: center "　　span style="color: rgb(0, 176, 240) "图 8 半无限扩散阻抗等效电路/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "　　Fig.8 Impedance equivalent circuit of semi-infinitidiffusion/span/pp　　上述 R w 和 C w 的串联结构可用一个复数阻抗 Z w来表示，Z w 可理解为半无限扩散阻抗。由于扩散传质过程和电荷传递过程同时进行，因而两者具有相同的电化学速率，在电路中应属于串联关系。一般在阻抗谱上表现为 45 o 的斜线。在锂离子电池中，取决于电极材料颗粒尺寸的大小和孔隙率的大小，锂离子在电极材料内部的扩散或者在电极层颗粒之间的孔隙或者含孔颗粒内电解质相的扩散成为控制步骤。由于存在边界条件约束，往往显示出有限边界条件下的扩散。在浓差极化不可忽略的情形下，可以如图 9 所示。有限边界条件下扩散的等效电路元件只是将 Z w 换为相应的等效电路扩散元件。/pp　　(3)溶液电阻不可忽略时的界面等效电路/pp　　当溶液电阻不可忽略时，由于极化电流同时流经界面和溶液，因而溶液电阻与界面电阻应属于串联关系，典型的浓差极化不可忽略、溶液电阻不可忽略时的等效电路如图 10 所示。在锂离子电池中，由于是多孔粉末电极，有时电极的欧姆电阻也不可忽略，与电解质电阻是串联关系，一般合并在一项中。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/0ae51846-5fa6-44f0-a26d-d5dd6b3603ba.jpg" title="9.jpg" alt="9.jpg"//pp style="text-align: center "　　span style="color: rgb(0, 176, 240) "图 9 浓差极化不可忽略时的界面等效电路/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "　　Fig.9 Equivalent circuit of interface under the conditionof concentration polarization/span/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/ac8e06da-7dd5-42e8-a1de-5cbca2510e05.jpg" title="10.jpg" alt="10.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "/spanbr//pp style="text-align: center "　　span style="color: rgb(0, 176, 240) "图 10 包含 4 个电极基本过程的等效电路/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 176, 240) "　　Fig.10 Equivalent circuit including four basic electrodeprocess/span/pp　　2.3 暂态测量方法的分类及其特点/pp　　暂态过程测量方法按照自变量的控制方式可分为控制电流法和控制电势法 按照自变量的给定方式可分为阶跃法、方波法、线性扫描法和交流阻抗法。用暂态测量能比稳态测量给出更多的电化学参量信息。一般来说，暂态测量法具有如下特点：①暂态法可以同时测量双电层电容 C d 和溶液电阻 R u ②暂态法能够测量电荷传递电阻 R ct 。因此，能够间接测量电化学过程中标准速率常数和交换电流的大小 ③暂态法可研究快速电化学反应，通过缩短极化时间，如以旋转圆盘电极代替普通电极，并加快旋转速度，可以降低浓差极化的影响，当测量时间小于 10 ?5 s 时，暂态电流密度可高达 10 A/cm 2 ④暂态法可用于研究表面快速变化的体系，而在稳态过程中，由于反应产物会不断积累，电极表面在反应时不断受到破坏，因而类似于电沉积和阳极溶解过程，很难用稳态法进行测量 ⑤暂态法有利于研究电极表面的吸脱附结构和电极的界面结构，由于暂态测量的时间非常短，液相中的杂质粒子来不及扩散到电极表面，因而暂态法可用于研究电极反应的中间产物和复杂的电极过程。/pp　　以上两小节介绍的内容主要适用于传统的电化学体系，氧化还原反应发生在电极表面，电极为惰性电极，电解质为稀浓度电解质，更详细准确的描述参见电化学的教科书。锂电池与传统电化学测量体系显著不同之处是氧化还原反应发生在电极内部而非电极表面，离子的扩散、电荷转移，相变可以发生在电极内部。锂电池的电极一般是非均相多孔粉末电极，孔隙之中存在着电解液，电解液中离子的浓度达到 1 mol/L 甚至更高， 这些不同导致获得可靠的锂离子电池电极过程动力学参数非常困难。而锂空气电池的研究涉及到多种中间产物的分析，圆盘电极和环盘电极等暂态测量被广泛应用。/ppspan style="color: rgb(127, 127, 127) "i　　文章摘自Energy Storage Science and Technology（储能科学与技术），2015,4（1），（凌仕刚，吴娇杨，张舒，高健，王少飞，李泓，中国科学院物理研究所）/i/span/p

库伦法微量水分测定仪试验结束后处理：（1）废液的处理将废液管、分子筛干燥管及瓶盖装在废液瓶上，通过自动给排液器将滴定池中的废液抽到废液瓶中。（2）滴定池的处理再次注入一定量的无水甲醇，利用搅拌清洗滴定池，然后将废液排出。重复此操作，以利于排净废液管中残留的废液。如滴定池中有大量残留物，请将滴定杯拆卸下来清洗，并晾干备用。（3）滴定管连接部分的处理定期清洁维护整个设备，尤其是滴定管接口部分，用无水甲醇或乙醇擦洗。滴定管的出液管一端，有防止渗液的迷宫，需要清洗，防止因堵塞造成的滴定管的损坏。 库伦法微量水分测定仪的电解池如何清洗、干燥？新购买的库伦法微量水分测定仪的电解池不需要清洗，当您使用中的卡尔费休试剂失效【判断试剂失效的具体表现为：①使用一个月以上；②卡尔费休试剂颜色变深（非过碘状态下）；③电解过程很难达到终点】，需要更换时，我们建议您对电解池进行清洗、干燥：电解池的清洗：清洗时，请把电解池所有配件分别用无水乙醇、无水甲醇等试剂清洗干净（注意：电解电极和测量电极绝不能用水清洗，否则会造成测量误差，并且不要清洗到电极引线处）。电解池的干燥：放在大约60℃的烘箱内烘干4小时，然后使其自然冷却。

pstrong一、前言/strongbr/　　锂电池与我们生活息息相关，扮演着不可或缺的角色。比如我们每天不离手的手机以及笔记本电脑，家用电器等。作为交通工具的飞机、混合动力车、电动车等对锂离子电池的需求也显著增加。在锂离子电池的制造过程中，有很多东西是必须严格控制的，一是粉尘，二是金属颗粒，三是水分。br/strong二、水分对锂电池的影响及市场现状/strongbr/strong2.1 水分会对锂离子电池造成哪些不良影响？/strongbr/　　主要表现为电池容量小，放电时间变短，内阻增大，循环容量衰减，电池膨胀等现象，因此在锂离子电池的制作过程中，必须要严格控制环境的湿度和正负极材料、隔膜、电解液的含水量。br/strong2.2 锂离子电池水分控制方法检测现状？/strongbr/　　目前市场上水分含量测定的技术方法最常用的是加热失重法和卡尔费休法，由于锂电池行业所测样品含水量极低，加热失重法水分测定仪的精度根本达不到，这种方法被直接排除。br/strong三、分析与方法/strongbr/strong3.1 仪器/strongbr/　　AKF-BT2015C 锂电池卡氏水分仪br/strong3.2 技术参数及特点/strongbr//pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/2f8bdcbf-c688-4dfd-aa4d-bedd9c41a0f0.jpg" title="1.jpg"//ppstrong特点：/strongbr/1. 卡氏顶空样品瓶加热技术，有效避免加热炉膛和反应杯污染；br/2. 禾工独创的样品瓶连接器，让载气无须穿刺样品瓶隔垫即可进入到样品瓶内部，密封性好，减少隔垫耗材的同时可拆卸方便；br/3. 精确流量控制设计，载气消耗量仅为同类进口产品管式加热炉的十分之一；br/4. 大功率散热槽设计，迅速冷却样品瓶，提高工作效率；br/5. 7" 高分辨率彩色触摸屏界面，多参数显示，直观简洁；一键测定，操作极为简便；br/6. 防凝结保温管路无死体积设计，保证挥发后的水分管壁系统无残留；br/7. 加热温度最高达300° ，0-100ml 气体流量自由调节，满足大多数固体原料水分测定需求；br/8. 全自动恒流极化检测，无需人工设定终点，检测精度高，水分测量分辨率达到0.1ug br/9. 一键启动，操作简单，稳定可靠，故障低，使用寿命长；br/strong3.3 分析原理/strongbr/　　样品用卡氏加热炉专用密封进样小瓶装载，用顶空瓶连接器密闭后进入加热槽中，样品中的水分（还可能有其他挥发性的溶剂）以蒸气的形式完全释放，通过干燥载气（如干燥的空气或者氮气）由顶空瓶经加热伴管路转移到KF 滴定杯中，然后卡尔费休水分测定仪进行检测并显示测量数据。br/strong3.4 检测方法/strongbr/1.将电解液注入电解池以及电解电极的阴极室内，液位至下刻度线，加入微量水然后电解至平衡。br/2.将气源连接至卡氏加热炉，将干燥样品瓶装入加热槽，温度设置为250℃,流量调整为50mL/min，吹扫样品瓶和管路内可能存在水分，等待再次平衡。br/3.将样品瓶移至冷却槽冷却后取出，用电子天平称取约0.5~3g 样品置于样品瓶内，然后在水分仪上点击开始测量，同时将样品瓶装入加热槽。br/4.输入样品称取的重量，等待测量结束后显示最终测量结果。br/strong四、数据与结论/strongbr//pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/c2469d3d-16f8-4766-a1cb-7d8da27630e8.jpg" title="2.jpg"//ppstrong结论说明：/strongbr/　　通过本实验方法，可以精确测得锂离子电池原料的水分含量，检测结果精度与重复性均达到进口同类产品的水平。AKF 库仑法卡尔费休水分测定仪和KH-1 卡氏加热炉顶空进样器联用，能自动扣除漂移，操作便捷，能准确可靠的测出锂电池跟原料的含水量。/p

INNOTEG超高纯氢气发生器采用质子交换膜（PEM）技术，电解去离子水制成纯度99.99996%的高纯氢气，彻底告别高压钢瓶，安全、可靠且方便。可完全替代高压氢气钢瓶，远离高压容器，无爆炸风险，也可直接放置在用气设备的旁边，节省昂贵的管路安装费用。超高纯氢气发生器采用可再生的干燥纯化装置，无需维护。 l 自主研发、制造的质子交换膜技术，已获得发明专利；l 交换膜两侧分别涂覆铂金/铂铱合金，提高质子交换膜的性能；l 100%镀钛的电解池外壳，高度防腐，使用寿命长；l 超清LCD显示屏，实时监测流量和压力等参数；l 精准的氢气检漏系统，分别装有内部泄露检测及报警、外部泄露检测及报警，并能自动停止产气确保安全；l 分别装有水箱液位监测及报警、水质电导率监测及报警，确保使用安全和产气质量；l 满足24小时/天，365天连续运行要求；l 通过CE、FCC、MET（UL、CSA）认证；l 可选自动补水功能和级联功能 l 可实现远程控制。创新点：（1）电解池外壳采用100%镀钛材料，高度防腐，使用寿命长。（2）干燥过程免维护，不需要定期更换干燥筒等耗材，节省维护成本。（3）氢气出口最高压力可达11bar，远远超过市面上常规的压力（7bar），为气体的远程输送和实现级联功能提供强有力的技术保障。INNOTEG（英诺德）超高纯氢气发生器UHP-HG 250

2017年4月14日-16日，由中国化学会、国家自然科学基金委、中国仪器仪表会，江西师范大学化学化工学院承办的2017第十三届全国电分析化学学术会议在南昌绿地华邑酒店隆重举行。本届学术会议由杨秀荣院士担任大会主席，邀请中科院长春应用化学研究所汪尔康院士董绍俊院士、中科院化学研究所/中国科学技术大学万立骏院士、中科院大连化学物理研究所张玉奎院士等多位顶级权威专家，以及从事电分析化学中青年学者、研究生参加。大会分为电分析化学理论及方法、生物电分析化学、纳米电分析化学和电化学发光、电催化等不同分场，全面探讨了电分析化学领域的发展与挑战。 Gamry作为此次会议的金牌赞助商也荣幸参加展览，与电分析化学领域专家学者进行沟通交流。 电化学传感器技术的发展，需要低噪声电化学测试系统的支持。30年来，Gamry电化学工作站在低噪声电化学测试系统领域不断创新，提供可靠、稳定和准确的低电流测试技术是Gamry一直以来的技术特色。不需添加任何附件，Gamry Reference 600+ 电化学工作站就可以提供600fA的电流档，测量超微电流。Gamry用户在2016年的Nature杂志上发表一篇文章：Fully integrated wearable sensor arrays for multiplexed in situ perspiration analysis. Nature, 529, 509-514(2016)。这是μA级低噪声的Gamry电化学工作站与可穿戴生物传感器研究和结合。 美国加州大学伯克利国家实验室传感器研究中心和斯坦福大学基因技术中心，采用Gamry电化学工作站开发了系列传感技术。该技术采用微电极集成块，电流响应为nA级，很好的建立了浓度与电流的线性关系，用于原位跟踪测试汗液中的组分，例如Na+、K+、葡萄糖等。中国科学院电子学研究所、美国MIT等研究机构也采用Gamry的准确低电流测试技术，包括循环伏安与计时电流，开发了重金属离子的检测传感器。电化学联用电化学石英晶体微天平eQCM Gamry开发了一种快速、具备阻抗扫描的电化学石英晶体微天平（eQCM）。eQCM是一种兼容性很好的仪器，可以和1-10MHz的任何晶片、任何电解池相兼容，质量检测分辨率可以达到ng/cm2。可以自己单独使用，也可以和电化学工作站联用，由Gamry测试软件同时控制。eQCM是研究界面过程的强有力工具，可以用来研究电活性聚合物、Li+嵌入、电沉积、自组装单层、抗原-抗体相互作用、表面活性剂吸附、蛋白质吸附、离子和溶剂运输等。拉曼光谱电化学 Gamry的iRaman系统由两个激光选项：532和785nm。热电冷2048像素CCD为拉曼位移覆盖范围可达4000cm-1，分辨率为3cm-1。该体系具有两种不同的电解池设计：一个设计是将探头浸泡在测量液体中，另一个设计是比色皿电池套件。太阳能电池的测试系统（IMPS/IMVS） IMPS/IMVS是可用于表征染料敏化太阳能技术电池（DSSC）。Gamry IMPS/IMVS系统利用两个Gamry恒电位仪，一个稳压器驱动一个LED，另一个进行太阳能电池表征。两个恒电位仪之间的数据采集是同步的。该体系还包括一个微型光学平台，采用表征电池进行背景校正。光源包含红、白、蓝、橙、黄等。同时还配备了最新的光学屏蔽箱，既可以作为法拉第屏蔽周围电磁干扰，又可以消除环境光线的干扰。这是为太阳能电池研究量身定制的有力工具！ 光谱电化学 Gamry光谱电化学系统将分光光度计115E（350-1050nm），或者115U（200-850nm）和Gamry电化学工作站有机结合。115E和115U能够轻松配置吸收或发射测试。其中氚/钨光源光谱范围200-2500nm。 想要了解更多Gamry电化学，请登录cn.gamry.com。 刚瑞（上海）商务信息咨询有限公司上海市杨浦区逸仙路25号同济晶度310室邮编：200437，电话：021 65686006微信公众号：Gamry电化学

电解池是氢气发生器的核心技术，其内部有一个单独的膜层，通过使水和电通过可以产生氢。去离子水流入阳极电池，并被电解成H质子，电子和氧气。氧气被水流带走，正H质子被吸引到阳极电池。正质子通过嵌入膜中的硫酸离子组穿过固体材料。同时，电源产生电流，并且在负极上，出现的H质子结合形成纯氢分子。 　　1、水中的氢和氧通过电解分离，只有消耗水和电才能产生高纯度氢。　　2、无延迟光电压力控制，防过液保护，低压下按需生产气体，化学系统的储氢能力安全稳定。　　3、有效的温度控制系统可以在高负荷连续工作中自由响应。　　4、前部可视化且易于拿取的干燥室，前部排气阀无法拆卸。快速清除管道中的气压，以方便日常维护和保养。　　没做好这些准备，千万别启动氢气发生器：　　1、将仪器从包装箱中取出，并检查是否由于运输不当而造成损坏，并检查仪器的备件，准备以下物品：300mgKOH和几千克干硅胶，1个玻璃搅拌棒，1500ml玻璃容器。　　2、添加电解液：　　（1）取出零件并将所有的氢氧化钾倒入一个容器中，然后加入500ml的双蒸馏水或去离子水作为母液，搅拌均匀，等待电解液冷却下来。　　（2）打开储液罐的外盖，然后取出内盖。（内盖是为了防止在运输过程中泄漏，并且在使用时不允许与内盖一起运行）保存内盖，以便在运输过程中再次使用它。　　（3）将冷却的电解质（母液）倒入储罐，然后添加双蒸馏水或去离子水。请勿超过上限水位或低于下限水位。拧上外壳，钟后即可使用。　　氢气发生器主要由电解池，纯水箱，集热器，传感器等组成，通过电解KOH水溶液制氢。该机配备了多种智能控制装置，使用安全方便，可以满足国内外各种色谱图的使用。使用该仪器时，请注意流量指示与色谱仪的气体消耗是否一致。如果流量指示值超出了色谱仪的实际消耗量，请关闭并检查是否泄漏。应参考仪器故障的原因和故障排除方法对方法进行调整，然后进行自我检查。只有通过检查后才能使用该方法。

1、摘要烃类和卤代烃的含水量可用卡尔费休库仑滴定仪测定。在库仑滴定中，卡尔费休试剂的碘通过电解产生，产生的碘与水发生定量反应。反应式描述如下。 　H₂O＋I₂＋SO₂＋3RN＋CH₃OH→2RN・HI＋RN・HSO₄CH₃2RN 　HI→I₂＋2RN＋2H⁺＋2e⁻ 　碳氢化合物和卤代烃不干扰卡尔费休反应，可采用直接注入法。根据样品溶解度选择阳极溶液。一般使用的阳极溶液都含有甲醇作为溶剂。当长链烃类样品在甲醇中的溶解性较差时，可使用含氯仿或己醇或甲苯的阳极溶液。2、仪器和试剂(1)仪器滴定仪：平沼卡尔费休库仑滴定仪电解池：标准电解池，含离子交换膜(2)试剂阳极液：Hydranal coulomat AG（霍尼韦尔）阴极溶液：Hydranal coulomat CG（霍尼韦尔）3、程序如图 3.1 所示，将 100 mL 阳极溶液和 1 安瓿阴极溶液装入电解池中。开始消除背景（溶剂和电解池中的水分）。用样品润洗注射器。将样品吸入注射器，然后称量注射器。如图 3.2 所示，从电解池的橡胶隔垫注入样品。开始滴定。测量参数见表4.1。再次称量注射器，然后将重量差设置为样品量。 图 3.1 试剂的制备图 3.2 进样5、备注(1)在采样时使用干燥的注射器和注射器小瓶，以防止被大气中的水污染。(2)要测量 100 µg 或更少的水检测，请确保消除背景的干扰。低且稳定的背景值是痕量水测量的重要因素。(3)根据样品的溶解度选择阳极溶液。例如，Hydranal Coulomat AG-H 和 Oil 适用于长链烃和油。 关键词：卡尔费休，库仑滴定，直接注射，碳氢化合物公司介绍：日立科学仪器（北京）有限公司是世界500强日立集团旗下日立高新技术有限公司在北京设立的全资子公司。本公司秉承日立集团的使命、价值观和愿景，始终追寻“简化客户的高科技工艺”的企业理念,通过与客户的协同创新，积极为教育、科研、工业等领域的客户需求提供专业和优质的解决方案。 我们的主要产品包括：各类电子显微镜、原子力显微镜等表面科学仪器和前处理设备，以及各类色谱、光谱、电化学等分析仪器。为了更好地服务于中国广大的日立客户，公司目前在北京、上海、广州、西安、成都、武汉、沈阳等十几个主要城市设立有分公司、办事处或联络处等分支机构，直接为客户提供快速便捷的、专业优质的各类相关技术咨询、应用支持和售后技术服务，从而协助我们的客户实现其目标，共创美好未来。

现如今，科技变化，日新月异，但是反而能源需求却越来越大，在解决传统石油或煤炭能源问题上，很多地方又出现了限电问题。因此，在保护环境的同时，为未来创造全球规模的可持续能源体系是当今人类面临的最重要的挑战之一。作为一种高能量密度、清洁高效能源，氢能逐渐走上了舞台。其中，电催化在清洁能源转换中起着核心作用，为未来的技术实现了许多可持续的过程。氢能的产生，储存及使用，每一步都有自己的技术壁垒，可谓是困难重重。让氢能从实验室向实际生活中的使用，也是经过科学家们数十年的努力。比如电催化析氧反应（OER），电化学技术不可或缺的组成部分和垫脚石，是一种在金属-空气电池和水电解池等多种能源存储和转换技术中具有关键作用的过程。开发具有低成本材料、工业相关活性和长期耐用性的OER催化剂是非常需要的，但在现阶段仍具有挑战性。基于过渡金属的替代品，如自组装Fe3O4纳米粒子有望在电催化析氧反应上发挥它独特的作用。如下图为高分辨率成像结果，纳米粒子在低的着陆电压下（1.5 kV），可以清晰的观察到Fe3O4纳米颗粒有规则的排列，通过测量发现每一个Fe3O4纳米颗粒尺寸大约为 12 nm。左右滑动查看更多自组装Fe3O4纳米粒子当然，想获得这样一个高放大倍数（50万倍）的图像，需要一台纳米级别分辨能力的扫描电子显微镜。日立超高分辨冷场扫描电子显微镜Regulus8230，在1kV下的分辨率为0.7nm，配合减速功能，可以在1.5kV的加速电压轻松获得高扫描分辨率，高空间分辨率、无损伤的磁性样品的真实形貌。让科研可以更进一步。日立超高分辨冷场扫描电子显微镜Regulus8230公司介绍：日立科学仪器（北京）有限公司是世界500强日立集团旗下日立高新技术有限公司在北京设立的全资子公司。本公司秉承日立集团的使命、价值观和愿景，始终追寻“简化客户的高科技工艺”的企业理念,通过与客户的协同创新，积极为教育、科研、工业等领域的客户需求提供专业和优质的解决方案。 我们的主要产品包括：各类电子显微镜、原子力显微镜等表面科学仪器和前处理设备，以及各类色谱、光谱、电化学等分析仪器。为了更好地服务于中国广大的日立客户，公司目前在北京、上海、广州、西安、成都、武汉、沈阳等十几个主要城市设立有分公司、办事处或联络处等分支机构，直接为客户提供快速便捷的、专业优质的各类相关技术咨询、应用支持和售后技术服务，从而协助我们的客户实现其目标，共创美好未来。

（一）.电解液的更换。1、准备一张干净的滤纸，将电解池的两根干燥管放到纸上，拿出电解电极，将阴极室（电解电极）内的电解液倒掉，再将阳极室（电解池瓶）的电解液缓缓倒掉（注意不要将搅拌子滑落到下水道中）。2、电解池如果没有污染可不清洗。当清洗时必须按严格操作。3、清洗：包括电解池瓶、电解电极、测量电极、搅拌子可用无水甲醇、乙醇等无水溶剂清洗；清洗后放在大约60℃以下的烘箱内烘干4小时，然后在烘箱中自然冷却。 注意：清洗时两插头、线及胶帽部分不可触及清洗液。4、在测量电极、两干燥管，进样旋塞、密封口的磨口处，均匀的涂上一层真空脂将其装到相应的位置上，轻轻转动一下，使其较好的密封。将约120毫升的电解 液分别注入阴、阳极室。使阴、阳极室的液面高度保持一致，液面高度至电解池下刻度线即可，然后将密封塞、干燥管装好，轻轻转动一下，使其较好的密封。5、新鲜的电解液颜色为棕红色或棕黑色。正常使用中颜色为淡黄色。6、电解液的失效：下面几种条件可能失效。（1）、电解液使用一个月以上；（2）、电解液颜色变深（非过碘状态下）；（3）、电解过程很难达到终点并反复摇动电解池几次之后也如此。（4）、人为过碘产碘很慢。7、使用中因空气湿度大、做样频繁或做固体样品不易到终点时，在实验的间隔摇动电解池可使其较快达到终点。8、注意：换试剂必须小心，不要吸入或用手接触试剂，如与试剂接触，应用水彻底冲洗干净。由于试剂味大，并含有毒成份，所以试验室内通风要良好。（二）.卡尔费休水分测定仪的注意事项 1、把样品注入电解池时，液体进样器的针头要插入到电解液中，液体、固体、气体进样器及样品不应与滴定池的内壁及电极接触。 2、该仪器的典型测定范围是10μg~10mg，为了得到准确的测定结果，要适当地根据样品的含水量来控制样品的进样量。

线上讲座 | 原位空间微纳尺度微区扫描电化学原理及应用 主讲： 黄建书 博士， 阿美特克科学仪器部应用经理 讲座简介：传统的电化学方法基于样品的宏观平均响应表征，在局部腐蚀、能源材料、光/电催化活性、电致变色、微流控组装，生物医学、多维梯度材料等研究方面，面临诸多挑战。国内外相关研究表明，微区扫描电化学技术以其原位微纳尺度空间分辨率等特点，在上述热门研究方面显示出巨大优势及广阔应用前景。 主讲人： 黄建书博士，目前任阿美特克公司科学仪器部应用经理。主要负责普林斯顿及输力强电化学产品的技术支持，应用开发，市场推广等方面工作。多年来与国内外大学，科研单位及企业研发机构保持密切合作，尤其在原位超高空间分辨率微区扫描电化学应用方面积累了大量经验。曾多次在国内外学术会议上，进行普林斯顿及输力强电化学前沿应用报告。 主要内容： 金属及涂层表面腐蚀过程的演化分析 水分解，氧还原等光电催化活性位分布研究 电池电极材料离子脱嵌动力学表征 为了便于您时间安排，本次应用讲座，将连续举办两场，请您选择合适时间报名参加 第一场： 6月30日14:00-15:30 第二场： 7月07日14:00-15:30

卡尔费休法是世界公认的测定物质水分含量的经典方法，可快速、准确的测定液体、固体、气体中的水分含量，广泛应用在石油、化工、电力、食品等行业。仪器信息网制作了（卡氏）水分测定技术与应用新进展专题，并特别邀请了日本平沼公司产品经理高雪冬对平沼公司在水分测定仪器研究的发展情况进行了介绍。日本平沼公司水分测定仪发展史平沼公司于1943年成立，之后开始专注于滴定设备的研发生产，于1972年推出首款卡尔费休微量水分测试仪AQ-1；1974年，与Central Kagaku Corp合作共同开发水质检测仪，在与水相关的领域有了长足的发展。微量水分测试仪AQ-11985年AQ-1荣获工业俱乐部西海纪念奖，该产品的设计得到了各行业的认可，经过多年沉淀，先后通过了ISO-9001&ISO-13485的认证；2011年，其新型水分测定仪AQ-2200系列也通过了新领域开发产品认证体系的认证，同年，RAT-1被日本科学仪器协会认证为“分析仪器/科学仪器遗产”。日本科学仪器遗产：RAT-12021年，发布更高精度的微量水分测定仪MOICO-A19，可获得高效稳定的水分测试结果，向着更低水分含量检测又迈进了一步。MOICO-A19卡尔费休水分仪卡尔费休水分仪MOICO-A19这款型号为MOICO-A19的卡尔费休水分仪，相比上一代及同类产品，装备了8.4英寸的大尺寸触摸液晶屏，显示屏的角度实现16级可调，操作者可以更加清晰地了解实验进展、反应曲线和测试结果；增加了各类LED显示，可以根据不同的色彩来判断实验进程，其中搅拌台的转速实现40级可调，转速可通过不同颜色的LED显示，可以更好的应对不同粘稠度样品的测试；还增加了试剂供给和排出附件，实现了电解池内试剂的更替，有效保护实验室环境。平沼也同步推出不同规格的电解池，如有隔膜电解池（离子交换膜）、无隔膜电解池、微量电解池等，其中微量电解池只需25mL卡尔费休试剂即可完成水分测试，经济环保。另外，HIRANUMA还有独特的蒸发炉技术，可实现仪器和蒸发炉联动，即使是无隔膜电解池也可连接蒸发炉使用，既能实现复杂样品的测试，又能降低维护成本。向更高要求、更广领域发展的卡氏水分测定技术过去，卡尔水分测定仪在测试过程中经常会出现一些问题：1、样品和试剂产生副反应，导致测试值不准确；2、样品难以溶解，导致测试值偏低；3、样品成分复杂，出现固、液、气三相同时存在，既难溶解，又会干扰KF试剂的样品等。针对以上问题平沼公司进行了一些尝试，平沼与关东化学试剂合作开发了相应的KF试剂，以解决部分样品产生副反应的问题；通过改变溶剂体系，来应对一些难溶解的样品。平沼还配备了不同样品状态的蒸发炉，有适用固体样品的EV-2000型蒸发炉和适用液体（油类）样品的EV-2000L型蒸发炉，可以和主机联动，解决样品测试难的问题。未来，卡尔水分测定技术的发展趋势很有可能向着更低水分含量的要求发展，例如1ug或者更低的水分含量，每降低一个测试量级，对水分测定仪和试剂也是提出更高的挑战。卡尔水分测定仪在石油产品、化学制品等领域都有着广泛的使用，有很多优秀企业背后的水分质量管理则是采用平沼公司的仪器进行质量把控。平沼公司仪器的应用领域也不仅限于在石油化工这些老牌行业，公司正在拓展新能源领域，这是因为新能源是我国的战略布局，而且全世界都在积极推动碳中和，其中检测需求和技术要求只会越来越高，在该行业的应用也会更加丰富。供稿人：日本平沼公司产品经理 高雪冬

本次大会以“技术创新与产业创新”为主题，聚焦电能源领域前沿技术，围绕锂离子电池、钠离子电池、全固态电池、氢与燃料电池、太阳电池、新体系电池等专题展开讨论，大会将搭建先进电能源材料、器件、系统集成应用领域的权威学术和技术交流平台。竭诚欢迎国内外专家学者与学生、企业家、投资者参加本次盛会。（【会议通知】电能源前沿技术与应用研讨会通知（第二轮））主办单位中国化学与物理电源行业协会中国电子学会化学与物理电源技术分会中国电工技术学会电池专业委员会化学与物理电源全国重点实验室承办单位天津中电新能源研究院有限公司《电源技术》编辑部协办单位天津理工大学仪器信息网演讲嘉宾介绍韩敏芳清华大学能源与动力工程系长聘教授系学术委员副主任燃料电池与储能研究中心主任教育部“长江学者”特聘教授，享受政府特殊津贴专家，九三学社北京市委副主委。曾任清华大学研究生院副院长（挂职），国家“973计划” 固体氧化物燃料电池项目首席科学家，国家重点研发计划 固体氧化物燃料电池项目负责人。兼任中国能源研究会 燃料电池专委会 常务副主任兼秘书长，氢能专委会 副主任；能源行业高温燃料电池标准化技术委员会 主任；中关村氢能与燃料电池技术创新产业联盟 常务副理事长；中国硅酸盐学会 固态离子学分会 副理事长。国际学术会议（Asian SOFC Symposium）主席，第十四、十五、十六届北京市人大代表。发表论文300余篇，出版学术论著5部，专利180余项。燃料电池相关科技成果获省部级一等奖5项，获全国建材行业2021年度十大科技突破领军人物、“科技北京百名领军人才”、“江苏省双创领军人才”、北京市“三八”红旗奖章、孙越崎青年科技奖、教育部新世纪人才等。报告题目：高温可逆燃料电池技术进展及应用前景报告内容：提纲：1）高温可逆SOC发展背景及技术产业进展；2）高温可逆SOC技术-产业水平；3）SOC多场景应用及前景。固体氧化物燃料电池（SOFC）通过氧离子传导直接将燃料的化学能转化为电能实现高效率发电，有效降低碳排放；固体氧化物电解池（SOEC）是SOFC的逆过程，通过高温电解水/CO2将电能转化为化学能，实现高效稳定长时储能。自十四五计划开始，国家科技部高度重视领域研发和示范。目前SOC相关电池、电堆技术正在走向产业化生产，电池、电堆产品在功率输出、发电效率、稳定性及多燃料适应性等方面均有明显提高，发电、电解系统也开始了多场景示范应用，包括：兼容多种燃料的SOFC分布式供能应用，高效低成本电解制氢-储能应用，共电解CO2制绿色合成气-负碳应用等等，涉及石化、电力、冶金、环卫等多个领域。赵金保国家特聘专家厦门大学教授安徽铧钠新材料科技有限公司首席科学家现任新能源汽车动力电源技术国家地方联合工程实验室主任、电化学技术教育部工程研究中心主任，兼任教育部科学技术委员会能源与交通学部委员、国资委特聘专家等，历任 “863”先进能源领域主题专家、国家重点研发计划可再生能源与氢能重大专项专家组专家等。多次受到国家、省市政府科技奖励与荣誉表彰。在锂离子电池领域耕耘三十余年，发表研究论文300余篇，申请锂/钠离子电池关联发明专利200多项，其中130余项授权（包括日、美专利50余项）。多项重要成果落地转化，或被苹果、特斯拉等广泛应用。报告题目：水系锌电池正负极界面协同调控研究报告内容：水系锌电池具有高安全性、低成本、环境友好等优势，但是常用的过渡金属基正极材料受到地壳储量和环境因素的严重制约。碘在水溶液中可以发生可逆的氧化还原反应（0.54 V vs. SHE），理论容量为211 mAh g-1，是一种新兴的、丰产元素正极材料（海水中含碘量为50~60 μg L-1）。而且碘正极的储锌机制基于快速的转化反应机理，不涉及离子在无机晶格框架内的嵌入（脱出）过程，在反应动力学方面具有天然的优势。针对锌碘电池锌负极不稳定、碘正极反应动力学受限和多碘化物穿梭效应的关键科学问题，我们聚焦于水系锌碘电池电解质的开发，立足正负极反应界面的协同调控，力争同时实现I3-穿梭效应的抑制、碘正极电化学反应动力学的增强和锌负极的稳定化，推动高安全、长寿命水系锌碘电池的发展。沈炎宾中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员博士生导师，江苏省双创人才，国家级青年人才。本科毕业于哈尔滨工业大学，博士毕业于丹麦奥胡斯大学。长期从事先进二次电池关键材料、界面化学调控、原位电化学机理研究。至今已在J. Am. Chem. Soc., Nature Commun., Joule等期刊发表研究论文~100篇，是40余项中外发明专利的发明人，主持国家省市各级基金和产业界横向合作项目十余项，现兼任《物理化学学报》、《电化学》、《电源技术》期刊青年编委。报告题目：分子自组装调控高比能电池界面化学报告内容：作为下一代电池技术，高比能锂金属电池能够为长续航电动汽车、航空航天、以及武器装备等技术提供动力源，对我国具有重要战略意义。但是，高的能量密度必然带来差的稳定性。如何解决高比能和高稳定性之间的矛盾是领域的核心挑战。近年来，我们团队围绕金属锂电池“高比能和高稳定性”无法兼顾这一核心挑战，从锂金属电池界面化学稳定性角度出发开展研究，探索高比能活性材料和电极的界面反应机制，发展界面化学调控策略，为研制高性能锂金属电池材料和器件提供理论参考。在这个报告中，我将跟大家分享我们用分子自组装技术调控二次电池界面化学的研究进展。会议注册费7月15日前交费：2000元/人，学生代表1500元/人；7月15日后及现场交费：2500元/人，学生代表2200元/人。报名二维码汇款信息单位名称：中国化学与物理电源行业协会开户行：中国银行天津中北支行账号：277870507087汇款请备注会议名称或扫码付款：大会赞助欢迎各企业、科研院所、高校赞助本次会议，大会提供背景板企业LOGO展示，大会冠名、晚宴赞助、代表证赞助等。有关赞助事宜，请联系会议组委会。联系方式魏晖浩：13552834693(微信同号)；weihh@instrument.com.cn 预定酒店：扫描二维码预定酒店中国化学与物理电源行业协会中国电子学会化学与物理电源技术分会中国电工技术学会电池专业委员会化学与物理电源全国重点实验室部分演讲

目前，微米尺度金属结构的增材制造主要采用三种策略：微立体光刻模板的金属化、金属材料的转移-烧结以及原位金属合成。其中，基于金属离子局部电化学还原反应的电化学沉积3D打印技术采用原位金属合成的方式，无需进行任何后处理。该技术使用金属盐溶液作为原料，在打印过程中，金属盐溶液通过打印喷嘴喷射到导电基底上，当溶液接触到基底时，金属离子发生还原反应形成金属沉积层。本研究论文介绍了一种基于力学控制的金属电化学沉积3D打印技术，该技术采用中空原子力显微镜(AFM)悬臂梁在标准三电极电解池中局部喷涂金属离子，从而发生局部电镀反应。中空悬臂梁偏转反馈信号可以实时监测体素的生长，进而实现打印过程的自动化；而且该技术无需进行参数校准，可在导电基底任意位置进行打印。基于以上优势，该技术可自动成型任意形状的3D结构。研究人员利用该技术打印了两个不同比例的大卫雕像铜复制品。虽然铜是最合适的电沉积金属，但该技术同样适用于可宏观电镀的所有金属。 图1. 基于力学控制的电化学沉积3D打印技术制备两个并排支柱的示意图图2. 比例为1:10000和1:70000的大卫雕像复制品的SEM图。a-c：比例为1:10000、高度为700μm的复制品；图a插图、图b插图及d图：比例为1:70000、高度为100μm的复制品

产品介绍：INNOTEG UHP-HG250 超高纯氢气发生器INNOTEG超高纯氢气发生器采用质子交换膜（PEM）技术，电解去离子水制成纯度99.99996%的超高纯氢气，彻底告别高压钢瓶，安全、可靠且方便。可完全替代高压氢气钢瓶，远离高压容器，无爆炸风险，也可直接放置在用气设备的旁边，节省昂贵的管路安装费用。超高纯氢气发生器采用可再生的干燥纯化装置，无需维护。产品详情：● 自主研发、制造的质子交换膜技术，已获得发明专利；● 交换膜两侧分别涂覆铂金/铂铱合金，提高质子交换膜的性能● 100%镀钛的电解池外壳，高度防腐，使用寿命长● 超清LCD显示屏，实时监测流量和压力等参数● 精准的氢气检漏系统，分别装有内部泄露检测及报警、外部泄露检测及报警，并能自动停止产气确保安全● 分别装有水箱液位监测及报警、水质电导率监测及报警，确保使用安全和产气质量● 满足24小时/天，365天连续运行要求● 通过CE、FCC、MET（UL、CSA）认证● 可选自动补水功能和级联功能● 可实现远程控制应用领域：● 环境监测● 生物制药● 化学制药● 石油化工● 化学分析英诺德（INNOTEG）是一家专业从事科学仪器设备研发生产的高科技企业，是集实验室设备研发生产、方法开发、实验室仪器销售和技术服务为一体的专业厂家。公司将成为一家管理规范，技术领先，产品优异，服务专业的创新型科技公司为目标，以“创新改变世界”为使命，致力于满足客户更高的需求和中国科学仪器技术的不断进步；英诺德拥有最强大的研发能力，注重前瞻性技术研发，已推出多款科学仪器设备。产品包括: 微波消解仪、气相色谱仪、旋转蒸发仪、顶置式搅拌器、磁力搅拌器、实验室制冷循环器、气体发生器。创新点：（1）电解池外壳采用100%镀钛材料，高度防腐，使用寿命长。（2）干燥过程免维护，不需要更换耗材，节省维护成本。（3）氢气出口最高压力可达11bar，远远超过市面上常规的压力（7bar），为气体的远程输送和实现级联功能提供强有力的技术保障。INNOTEG UHP-HG250 超高纯氢气发生器

Hamamatsu NanoZoomer2.0系列高分辨率数字切片扫描装置NanoZoomer Digital Pathology 简称“NDP”，由日本滨松光子学株式会社(简称日本滨松)研发生产，滨松光子学商贸(中国)有限公司(简称滨松中国)作为日本滨松在中国的市场活动中心，负责NDP产品以及日本滨松其他产品在中国的销售。　　NanoZoomer2.0系列数字切片扫描装置是通过快速高分辨率扫描将传统玻璃切片转化为数字切片的高科技先进设备，为教学科研与医学研究提供了新方法，被广泛应用于教学科研和医学研究领域。　　NanoZoomer2.0系列产品拥有TDI(时间延迟积分)技术，能够在短时间内将大量的玻璃切片转化为高分辨率数字切片。除此之外，NanoZoomer2.0系列数字切片扫描装置拥有可选荧光成像模块，能够将整幅标记了荧光物的切片进行高速高分辨率的数字化扫描，荧光切片的数字化保证了观察荧光切片时不会发生光漂白现象。同时，数字切片还拥有数据共享、网络传输、切片存储、可建立数据库实现远程共享等诸多优势。　　 使用Hamamatsu Nanozoomer2.0系列数字切片扫描装置扫描的数字切片　　为了更好的推广此款扫描装置，与广大医疗卫生单位沟通交流先进的设备和技术，为病理分析提供更好的观察方法，NanoZoomer2.0系列数字切片扫面装置将于2012年9、10月份在四个行业会议中集中亮相。在会议中我们将展示使用Nanozoomer2.0系列产品扫描的高清晰度数字切片，诚挚邀请各界专家参加会议并光临滨松中国展位与我们进行沟通、交流，我们将为您提供最真诚的服务。 欲了解更多产品信息也可拨打滨松中国电话010-65866006转654、652咨询。会议信息及产品亮相信息：1.会议名称：第六届中国病理医师年会时 间：2012年9月18日-20日 地 点：河南郑州 嵩山饭店滨松中国展位号：4号主办单位： 中国医师协会（CMDA） 中国医师协会病理科医师分会（CPA）协办单位：河南省医师协会 河南省医师协会病理科医师分会 郑州大学第一附属医院大会主席：顾江大会副主席：（按姓名拼音排序）陈杰、笪冀平、丁彦青、来茂德、刘卫平、韦立新、文继舫、朱明华、朱雄增 大会秘书长：李挺大会组织委员会主席：李文才 2.会议名称：全国数字化病理应用与发展学术研讨会时 间：2012年9月21日-24日 地 点：云南昆明 云安会都酒店滨松中国展位号：待定主办单位： 《中华病理学杂志》编辑委员会 中华医学会病理学分会 3.会议名称：第十届中国实验动物科学年会暨实验动物设备及相关产品展示会时 间：2012年9月25日-28日 地 点：江苏扬州 扬州会议中心滨松中国展位号：待定主办单位： 中国实验动物学会 4.会议名称：中华医学会病理学分会第十八次学术会议暨第二届中国病理年会时 间：2012年10月26日-28日 地 点：湖北武汉 科技会展中心滨松中国展位号：013主办单位： 中华医学会 中华医学会病理学分会

近日，国家科技部发布《关于国家重点研发计划“氢能技术”重点专项2022年度项目安排公示的通知》。“氢能技术”专项共24项，其中企业牵头的6项，其余牵头单位均为大学或研究所，项目实施周期为36-48个月。国家重点研发计划“氢能技术”重点专项2022年度拟立项项目公示清单序号项目编号项目名称项目牵头单位项目实施周期（月）12022YFB4002000兆瓦级电解水制氢质子交换膜电解堆技术山东赛克赛斯氢能源有限公司4822022YFB4002100电解水制高压氢电解堆及系统关键技术中国科学院大连化学物理研究所3632022YFB4002200固体氧化物电解水蒸汽制氢系统与电解堆技术广东电网有限责任公司4842022YFB4002300质子交换膜电解水制氢测试诊断技术与设备研发国家能源集团氢能科技有限责任公司3652022YFB4002400分布式高效低温氨分解制氢技术开发与加氢灌装母站集成示范湖南大学4862022YFB4002500高温质子导体电解制氢技术中国科学技术大学3672022YFB4002600新型中低温固体电解质氨电化学合成与转化技术清华大学3682022YFB4002700耦合电解水制氢的电催化选择性氧化关键技术北京化工大学4892022YFB4002800液氢加氢站关键装备研制与安全性研究同济大学36102022YFB4002900液氢转注、输运和长期高密度存储技术浙江大学48112022YFB4003000高可靠性高压储氢压力容器的设计制造技术合肥通用机械研究院有限公司48122022YFB4003100某于微波给热脱氢反应器的高效移动式"芳烃-环烷烃”储放氢系统的设计与工程开发浙江大学36132022YFB4003200基于Kubas-纳米泵机制MOFs储氢新材料及其储氢系统复旦大学48142022YFB4003300加氢站用新型离子液体氢压机核心理论及关键技术西安交通大学36152022YFB4003400纯氢与天然气掺氢长输管道输送及应用关键技术浙江大学48162022YFB4003500兆瓦级高效率长寿命发电用燃料电池堆工程化关键技术研发国家电投集团氢能科技发展有限公司48172022YFB4003600百千瓦级固体氧化物燃料电池热电联供系统应用关键技术潮州三环(集团)股份有限公司36182022YFB4003700质子交换膜燃料电池与氢基内燃机混合发电系统技术华北电力大学48192022YFB4003800燃料电池测试技术及关键零组件研制武汉理工大学36202022YFB4003900掺氢/氨燃气清洁高效燃烧关键技术清华大学48212022YFB4003900高鲁棒性金属支撑管式直接氨燃料电池东南大学36222022YFB4004000长效PEMFC非贵金属催化剂研制与电极可控构筑中国科学技术大学36232022YFB4004100燃料电池系统用先进空气压缩机技术研究福州大学36242022YFB4004200中低压氢气管道固态储氢系统及其应用技术复旦大学48上述各项目研究内容和考核指标如下：1.氢能绿色制取与规模转存体系1.1 兆瓦级电解水制氢质子交换膜电解堆技术(共性关键技术类)研究内容：针对风电/谷电等对高弹性、大功率电解制氢系统的需求，开展宽功率适应性的高产气量电解水制氢质子交换膜（PEM）电解堆及支持系统技术研究。具体包括：低贵金属、高稳定性膜电极制备技术研究，高均一性双极板设计及制备技术研究，高导电、高耐蚀、低流阻多孔扩散层设计与制备技术研究，大面积单池内部机械应力均衡与封装技术研究，开展单池间结构与过程偏差敏感度分析与实验验证，设计并试制兆瓦级PEM电解堆，开展衰减、失效成因研究与可靠性、耐久性验证。考核指标：兆瓦级PEM电解堆，额定输入功率≥1兆瓦，产氢速率≥220标准立方米氢气/小时，直流电耗≤48千瓦时/千克氢气，输入功率可在5%~150%波动，在60℃且1安培/平方厘米的电流密度工作条件下满足单池电压≤1.85V且各单池之间电压偏差≤50毫伏，在额定输入电流处连续运行3000小时后满足单池电压衰变率≤30微伏/小时、堆内单池电压极差≤60毫伏。其中，电解堆使用的膜电极活性面积≥0.3平方米，贵金属总用量≤1.0毫克/平方厘米。1.2 电解水制高压氢电解堆及系统关键技术(共性关键技术类)研究内容：针对电解水制氢注入管道输送的增压效率提升需求，突破电解水制高压氢直接注入输氢管道的质子交换膜（PEM）电解堆及系统装备关键技术。具体包括：研究高压力操作对电解堆性能及安全性的影响规律；研究耐高压、低氢氧渗透及高电导率膜结构设计及制备工艺；研究高导电、高耐蚀双极板材料与结构设计技术；研究高耐压密封结构与材料，研制高压操作PEM电解堆；研究高压水气分离与回水安全控制技术，研制全自动电解水制高压氢系统装备。考核指标：高气压PEM电解堆额定输入功率≥10千瓦，产气压力≥15兆帕，压差耐受≥3兆帕，排出氧气中氢含量≤1.5%，单池电压2.0伏下电解堆的电流密度≥1.0安培/平方厘米，输入功率允许波动范围20%~100%；全自动电解水制高压氢系统装备，压力控制精度优于1%，压差控制精度优于2.5%，氢气纯度不小于99.99%，氧含量不大于80ppm，全系统完成1000小时的运行试验验证。其中，电解堆和系统使用的PEM膜电极中铱载量≤1毫克/平方厘米，铂载量≤0.2毫克/平方厘米，极板贵金属总量≤0.3毫克/平方厘米。1.3 固体氧化物电解水蒸汽制氢系统与电解堆技术(共性关键技术类)研究内容：针对固体氧化物电解水蒸汽制氢（SOEC）技术实用化问题，研究大功率固体氧化物电解制氢电解堆与系统集成技术。具体包括：大面积、高强度的超薄电解质设计与制备技术；高活性、长寿命电极设计与制备技术；电解池电连接、串接密封及其成堆技术；电解堆模组流场和热控设计与集成技术；水热等运行条件对电解堆性能影响规律、优化运行策略及SOEC系统集成技术。考核指标：固体氧化物电解水蒸汽制氢系统，功率≥50千瓦，电解电流密度在电解电压为1.3伏且温度不高于800℃的条件下≥0.8安培/平方厘米，水蒸气转化率≥70%，电解效率≥90%，直流能耗≤3.5千瓦时/标准立方米氢气，连续运行时间≥2000小时，衰减率≤3%/千小时，10次冷热循环衰减≤2%，预期寿命优于20000小时，其中，单热区电解堆模组功率≥20千瓦，单电解堆功率≥3.5千瓦，电极有效面积≥100平方厘米，电解质面比电阻（ASR）≤0.20欧姆平方厘米。基于超薄电解质的电解单池在不高于800℃、电解电压为1.3伏条件下，电解电流密度≥2安培/平方厘米。1.4 质子交换膜电解水制氢测试诊断技术与设备研发(共性关键技术类)研究内容：针对大规模质子交换膜（PEM）电解制氢技术发展和应用中面临的测试、诊断关键设备缺失等问题，开展大功率的PEM电解水制氢电解堆测试诊断技术研究与设备开发。具体包括：研究适用于PEM电解水制氢系统优化运行的多参量传感与高精度量测技术；气体泄漏快速检测、精准定位与安全防护技术；适应多测试工况的电解电源与调控技术；研究PEM电解堆状态信息提取与诊断评估技术；研制PEM电解单电池、电解堆和系统的性能及寿命综合测试平台。考核指标：PEM电解单电池、电解堆和系统的性能及寿命综合测试平台的测试功率≥1兆瓦，最大测试电流≥6000安培，测试范围宽于10%~100%，具备在线交流阻抗谱测试能力且阻抗测量精度优于1%，具备阴阳极独立背压调节功能且氢氧压力差控制精度优于0.05兆帕、背压压力≥5兆帕，控温范围在25℃~90℃，控温精度优于1℃，在全测试范围内流量、电压、电流等参量测量精度优于0.2%且控制精度优于1%，氢泄漏定位精度优于1厘米，氧中氢含量测量精度优于0.1%，响应时间≤100毫秒；提出质子交换膜电解电堆寿命评估方法，评估误差≤10%。1.5 分布式氨分解制氢技术与灌装母站集成(共性关键技术类)研究内容：针对加氢站或加氢母站氨分解制氢面临的反应温度高、分离难等问题，开展分布式氨分解制氢关键技术研究与示范验证。具体包括：高效氨分解催化剂材料的筛选、构造与规模化制备技术研究；高性能氨吸附剂材料开发及氨脱除工艺研究；高性能氢气纯化膜材料开发及规模化制备技术研究；现场液氨存储、分解制氢、纯化增压、灌装长管拖车、加注燃料电池汽车等一体化系统设计与集成管控技术。考核指标：加氢母站用氨分解制氢装备的产氢速率≥400标准立方米/小时，反应温度≤480℃，氨转化率≥99.5%，获得的氢气纯度≥99.99%、氨浓度≤千万分之一、其他杂质含量要求执行GB/T37244-2018标准；氢气制备成本≤7元/公斤（到站氨成本不计入），装置设计寿命≥10年，启动时间≤2小时；分解后氮气尾排中氨气的浓度控制范围≤10ppm；装备稳定运行时间不少于3000小时。1.6 高温质子导体电解制氢技术(基础研究类)研究内容：针对高温质子导体电解制氢技术的实用化需求，开展高温质子导体固体氧化物电解制氢材料、机理等基础研究，具体包括：高电化学活性和稳定性的空气极材料与制备技术；高质子电导率固体氧化物电解质的制备和电解质薄膜烧结工艺；大面积电解池的制备与界面精确调控技术；电解堆连接、密封与成堆关键技术；电解池界面元素迁移、微观结构演变规律与性能衰减机制。考核指标：研制出千瓦级高温质子导体型电解堆，运行温度≤650℃，产氢率≥0.4标准立方米/小时、能耗≤3.5千瓦时/标准立方米，运行电流密度≥0.5安培/平方厘米，连续运行时间不少于1000小时，每1000小时的平均衰退率≤3%，室温至工作温度的热循环≥3次。其中，单体电解池有效面积≥80平方厘米，1.3V稳态制氢≥3000小时（实测），每1000小时的平均衰退率≤2%；阳极对称电池测试（水蒸汽含量≥20%）500小时后在650℃下面比电阻（ASR）≤0.1欧姆平方厘米，10次循环平均衰减率≤1%/次；质子导体电解质在650℃下的质子导电率≥0.01西门子/厘米。1.7 新型中低温固体电解质氨电化学合成与转化技术(基础研究类)研究内容：针对固体电解质氨电化学合成与转化效率低的问题，开展兼具氨合成与转化功能的新型中低温电解质材料与电化学器件前沿研究。具体包括：中低温条件下具有高质子电导率的新型电解质材料及其制备技术；中低温条件下高效稳定的氨转化与合成催化剂；氨/氢电化学反应竞争机理与氨反应选择性强化方法；电解质和催化剂的匹配技术及界面调控方法；研发基于中低温电解质的高效氨电化学转化器件。考核指标：电化学合成氨的验证性电堆功率≥500瓦，稳定运行时间≥1000小时，运行温度≤400℃，每平方米电池的电化学合成氨产率≥0.1摩尔/小时，法拉第效率≥80%；固体电解质直接氨燃料电堆功率≥500瓦，稳定运行时间≥1000小时，运行温度≤400℃，使用的单池峰值功率密度≥0.1瓦/平方厘米，氨转化效率≥95%；电解质相对质量密度≥90%。1.8 耦合高附加值氧化产物的电解水制氢技术(基础研究类，青年科学家项目)研究内容：针对提升可再生能源电解水制氢系统运行经济性的重大需求，开展电解水制氢耦合阳极选择性氧化制取大宗（市场需求千万吨以上）、高附加值含氧化学品（如环氧乙烷、乙酸等）技术研究。具体包括：探索阳极氧化过程中有机分子高选择性转化机理，结合理论分析、开发出高性能催化材料；改进电极结构，强化多相反应界面传质，减少极化；以低值有机资源为原料，通过电化学选择性氧化制备易分离的高附加值化学品；开发阴极产氢耦合阳极选择性氧化电解装置，完成大电流类工业反应环境中的稳定性和能耗验证。考核指标：开发出不小于1千瓦的电解制氢耦合高附加值氧产物的原型器件，贵金属催化剂用量≤1毫克/平方厘米、质量比活性≥1安培/毫克，制氢电耗≤3.5千瓦时/标准立方米氢气；在电流密度≥100毫安/平方厘米的条件下阳极选择性氧化法拉第效率≥90%、阴极制氢法拉第效率≥99%且氢气纯度≥99.9%，稳定连续运行时间超过1000小时。2.氢能安全存储与快速输配体系2.1 液氢加氢站关键装备研制与安全性研究(共性关键技术类)研究内容：基于商用液氢增压气化加氢站的大容量、高效及安全加注需求，突破关键装备、核心零部件的制备技术，解决液氢站运行的氢安全问题。具体内容包括：研制液氢高压泵；建立液氢加注过程热力学和动力学模型，研究液氢气化过程高效传热特性，研制高压液氢气化器；开展液氢增压气化加注的液氢加氢站试验验证，形成液氢加氢站安全预警和完整性技术。考核指标：研制液氢高压泵、液氢增压气化器等关键装备。其中，高压泵在80兆帕条件下，流量≥60千克/小时；高压液氢气化器设计压力≥100兆帕，满足安全预警的国家/行业规范要求，常温下爆破试验压力不低于2倍设计压力，且理论预测误差≤15%；气化器调温组件出口温度≥零下40℃；开发高压液氢气化器设计仿真软件，传热量预测偏差≤15%。研发液氢增压气化加氢站，并对所研制的液氢高压泵和气化器进行实验验证。其中，加氢站设计总加氢量≥2000千克/日，全站整体峰值耗电功率≤150千瓦；加氢机额定加注压力≥70兆帕，最大加注速度≥7.2千克/分钟，使用温度满足零下40℃~零上85℃；形成液氢加氢站安全预警、完整性管理行业/国家规范或标准（草案）1~2项。2.2 液氢转注、输运和长期高密度存储技术(共性关键技术类)研究内容：针对大规模液氢转运和长期存储过程中的经济性和安全性需求，开展液氢高效转注、输运过程绝热与安全性评价研究，具体内容包括：液氢储罐充装和灌注过程中热管理与安全技术；大流量低闪蒸液氢输送泵；液氢转注管道低温绝热技术；液氢槽罐低温绝热技术，研制低蒸发率的运输用液氢槽罐和固定式液氢加注站用液氢储罐；研制液氢转注成套设备，开展液氢储罐充装和灌注试验验证，形成操作规程。考核指标：液氢泵，流量≥20立方米/小时，扬程≥100米，效率≥70%；液氢转注低温管道，使用压力0.6兆帕，长度≥20米，液氢温区漏热率≤2瓦/米（管路内径≥80毫米），使用寿命≥5年；液氢转注过程的热力学仿真软件，蒸发率预测偏差≤15%；储氢罐低温绝热材料选型及绝热性能设计仿真软件，漏热量预测偏差≤15%；液氢运输槽罐，容积≥50立方米，液氢静态日蒸发率≤0.7%，维持时间≥20天，真空寿命≥5年；站用液氢储罐，容积≥30立方米，液氢静态日蒸发率≤0.5%；完成液氢储罐充装和灌注试验验证，形成相关行业/国家规范或标准（草案）2项。2.3 高可靠性高压储氢压力容器的设计制造技术(共性关键技术类)研究内容：针对制氢工厂、加氢母站的高安全、高密度、低成本氢气储存重大需求，开展大容量高压储氢压力容器可靠性设计制造技术研究。具体内容包括：超高强度、高韧性压力容器用钢的氢相容性试验与评价、材料成分组织及性能调控技术；钢质储氢压力容器基于风险与寿命的设计技术、低泄漏率高压密封技术；大壁厚钢质储氢压力容器高可靠性建造技术；大容积大壁厚储氢压力容器缺陷无损检测与安全评估技术。考核指标：研制出25兆帕以上钢质储氢压力容器，单罐储氢容量≥700千克氢气，泄漏率≤10-7（帕立方米）/秒（检测方式：GB/T15823-2009标准），并进行工程示范应用；开发出超高强度、高韧性、可焊接钢板材料，抗拉强度≥800兆帕、零下40℃时的冲击吸收能量≥100焦耳；开发出与钢板配套的锻件和焊接材料，达到焊缝和钢板在高压氢气环境下具有同等性能；形成大容积钢质高压储氢压力容器材料开发、结构设计、制造工艺控制、缺陷无损检测与安全评估等新技术方法不少于10项，储氢容器焊缝内表面裂纹深度检测灵敏度小于等于0.5毫米，焊缝内部体积性缺陷检测灵敏度小于等于直径0.5毫米；制修订相关技术标准（送审稿）2项。2.4 基于液态载体的可逆储放氢关键材料与应用技术(基础研究类，青年科学家项目)研究内容：为利用现有液态燃油输送管道或运输车辆，实现高效、安全和大规模氢运输，达到降低氢储运成本的目的，研发可循环的高密度液态载体的储放氢技术。具体内容包括：新型高密度无机液态或有机液态、浆态储氢载体的规模制备技术；释放氢气中杂质的抑制/过滤方法；高效脱/加氢催化剂的研制；基于液态载体的移动式储氢系统的储放氢工艺控制技术及试验验证。考核指标：液态载体储氢系统的可循环储氢密度按质量计≥5.5%，储氢压力≤1兆帕，液态载体经200次循环的利用效率≥80%；在站制氢反应器工作温度≤250℃，储氢和放氢速率均≥3克/分钟，单次循环制氢量≥600克氢气，出口端氢气纯度按质量计≥99.99%；储氢和放氢用催化剂能稳定运行≥200次循环；掌握储放氢过程中储氢系统的质能传递特性，并提出高密度储氢装置的氢—热耦合设计方法。2.5 基于固态新材料的可逆储放氢技术(基础研究类，青年科学家项目)研究内容：针对高效、高安全和大规模氢储运的需求，探索固态储氢新材料/新体系及其储放氢技术。具体内容包括：新型金属有机骨架（MOFs）、共价有机骨架（COFs）、层状结构化合物等高密度储氢材料及其规模制备技术；不低于液氮温度下的储氢热力学与动力学性能及储放氢机制；建立储氢性能的理论预测模型；释放氢气中杂质的种类、含量和抑制/过滤方法。考核指标：研制可逆固态储氢新材料/新体系及其储氢装置，实现百克级/批次的材料制备，储氢装置在不低于液氮温度下的储氢密度按质量计≥7%，储氢压力≤10兆帕，释放的氢气纯度按质量计≥99.99%，200次循环利用效率≥90%；储氢性能理论预测数值与实验数值的偏差率≤10%。2.6 加氢站用新型氢压机核心理论及关键技术技术(基础研究类，青年科学家项目)研究内容：为实现管网及液氢供给场景下加氢站内高效、安全、紧凑的氢气增压工艺，降低增压成本，围绕新型离子液体氢气压缩机核心理论及关键技术展开研究。具体内容包括：离子液体热物理特性、离子液体与氢气相互作用机理、气—液界面形态演变规律研究；离子液体—氢气两相增压过程微观热力特性及宏观工作过程研究；高效离子液体分离特性及装置设计技术；离子液体压缩机能量匹配策略及整机设计技术；离子液体压缩机关键部件及整机研发。通过本项目研制满足70兆帕加氢站需求的离子液体氢气压缩机。考核指标：建立离子液体压缩机压缩过程热力学和动力学模型，全工况范围内效率平均预测误差≤5%，最大预测误差≤10%；构建离子液体压缩机设计方法，研制离子液体压缩机原理样机：排气压力≥90兆帕，进气压力≥0.5兆帕，在1兆帕处的排气流量≥200标准立方米/小时，效率≥65%；进行稳定运行试验≥200小时（惰性气体介质）；研制离子液体分离器，分离效率≥88%；与离子液体压缩机相关的标准规范不少于2项。2.7 纯氢与天然气掺氢长输管道输送及应用关键技术(共性关键技术类)研究内容：针对氢气长距离、大规模安全输送需求，重点突破高压力纯氢与天然气掺氢管道输送关键技术、形成纯氢/掺氢长输管道科技试验平台，增强纯氢与天然气掺氢管道输送安全运行保障能力。具体内容包括：不同压力等级、不同管材与焊缝对纯氢/掺氢输送的相容性，服役环境对管材及焊缝性能与损伤的影响规律，临氢管道焊接等连接技术；天然气管道与关键设备掺氢适应性，纯氢/掺氢长距离管输工艺，大流量掺氢与分离装备；高压纯氢及掺氢管道和关键设备的监测检测、动态风险评价与寿命预测方法；纯氢及掺氢管道和关键设备的事故演化规律、完整性管理和安全防范技术；研制纯氢/掺氢管道输送应用科技试验平台。考核指标：研发大流量掺氢装备：掺混比例5%~20%，氢气组分控制精度≤1%，研发大流量分离装备：流量≥100标准立方米/小时，氢气分离纯度≥99.999%；开发管输工艺、寿命预测和完整性管理软件各1套；建成可适应于纯氢/掺氢服役工况的内检测技术装备，裂纹检测精度≤0.5毫米，裂纹检出率≥90%；形成纯氢/掺氢管道长距离输送相关材料、管输工艺、检验检测、安全评价、完整性管理等国家/行业规范或标准（送审稿）不少于6项；实现纯氢/掺氢管道输送应用的科技试验平台：输气压力≥6.3兆帕，长度≥10千米，管径≥500毫米，可同时开展至少三类不同规格管道的测试，测试温度范围零下40℃~零上60℃，具备测试管路典型部位裂纹和氢泄漏在线检测（快速定位）功能，输氢能力≥10万吨/年（纯氢管道），掺氢比例5%~20%（掺氢管道），气密性试验在1.1P（设计压力）下泄漏率≤0.3%/小时（试验时间24小时），安全运行90天。3.氢能便捷改质与高效动力3.1 兆瓦级发电用质子交换膜燃料电池堆应用关键技术(共性关键技术类)研究内容：针对质子交换膜燃料电池在发电领域兆瓦级应用需求，突破关键材料国产化、零部件和电堆批量化制造一致性和制造效率瓶颈，开展高效率、大功率质子交换膜燃料电池电堆设计、工程化制造技术研究。具体包括：面向大功率单体电堆的国产化自主材料，开发膜电极、双极板等关键零部件及其工程化制造技术；研究大功率电堆结构设计、工作条件和装配工艺对电堆效率、寿命及水热管理的影响规律，设计具有高效燃料分配、热管理能力和高燃料利用率电堆，适应发电等领域兆瓦级应用的高效率、大功率运行工况；研究高一致性、高效率电堆组装集成工艺及装备，满足批量化制造需求，为商业化应用奠定基础。考核指标：质子交换膜燃料电池单体电堆功率≥1兆瓦、电效率≥60%，年产能≥200台。其中，气体扩散介质抗纵向弯曲模量≥10000兆帕，电导率≥1600西门子/米，接触电阻≤5毫欧姆平方厘米；在空气端压力不高于150千帕绝对压力的情况下，膜电极在0.4安培/平方厘米电流密度处的电压≥0.80V、额定工作点电压衰减率在40000小时内≤10%（实际测试8000小时，性能衰减≤4%）；密封件成型精度偏差≤0.02毫米，氢气外泄漏率每秒≤5×10-8帕立方米；双极板平面厚度差≤20微米，电导率≥200西门子/厘米，在200千帕氦气检测条件下的气体渗透率≤0.2微升/（平方厘米分钟），在0.6兆帕压力下的接触电阻≤5毫欧姆平方厘米；电堆最高工作温度≥95℃，支持零下30℃低温启动，电堆寿命≥40000小时（实际测试10000小时，性能衰减≤5%）。3.2 百千瓦级固体氧化物燃料电池热电联供系统应用关键技术(共性关键技术类)研究内容：面向以天然气及掺氢天然气为燃料的大功率固体氧化物燃料电池热电联供系统的应用需求，针对大功率电堆批量制造、衰减过快、系统热管理困难等问题，开展高可靠性固体氧化物电堆工程化技术与大功率系统集成研究。具体包括：高可靠、长寿命电堆及其批量生产工艺及装备；电堆模块化放大策略与技术；集成燃料重整器、燃烧器、换热器和蒸发器等关键部件的高紧凑热平衡系统；大功率系统集成，运行安全控制策略与在线运行优化控制方法。考核指标：使用掺氢天然气的固体氧化物燃料电池系统，采用掺氢浓度为0%~15%（体积分数）的天然气作为燃料时交流输出功率≥100千瓦，在不超过750℃运行条件下初始发电效率在0.4安培/平方厘米电流密度处≥65%（直流净效率），热电联供低热值效率≥85%，长期稳定运行时间≥3000小时（实测），测试后在750℃运行条件下发电效率在0.4安培/平方厘米电流密度处≥60%（直流净效率），设计使用寿命≥40000小时。其中，单热区模组功率≥25千瓦；单电堆多样本（至少3个）在大于0.4安培/平方厘米的电流密度下长期稳定运行时间不少于4000小时（实测），每1千小时衰减率≤15毫欧姆平方厘米、衰减率偏差≤5毫欧姆平方厘米；年产能≥10兆瓦，成品率≥95%。3.3 质子交换膜燃料电池与氢基内燃机混合发电系统技术(共性关键技术类)研究内容：针对重载装备和分布式供电设备的高效灵活电源需求，开展质子交换膜燃料电池—氢基燃料内燃机混合发电系统关键技术研究。具体包括：单一现场氢基燃料（氨、醇、掺氢天然气等）的在线改质、纯化与实时调控技术及现场氢源总成研制，富氢和/或纯氢燃烧与循环调控技术及其内燃机研制，燃料电池系统—内燃机能量耦合机制及核心器件研制，现场氢源—燃料电池—氢内燃机全系统联合热力循环设计及建模仿真，发电系统各单元内部状态识别及动态工况调控策略，燃料电池—内燃机混合动力系统结构集成设计方法。考核指标：质子交换膜燃料电池—氢基内燃机混合发电系统，单个模块发电额定功率≥150千瓦、总功率≥220千瓦，发电效率≥45%，0%~100%负荷响应时间≤1分钟，连续运行≥1000小时；燃料电池—热机混合发电系统设计仿真软件1套，满足质子膜燃料电池—氢内燃机混合发电系统模拟与仿真需求，模型预测燃料电池性能与实验结果误差≤10%。3.4 燃料电池测试技术及关键零组件研制(共性关键技术类)研究内容：针对长寿命燃料电池工作状态的高精度诊断需求，开发燃料电池综合诊断技术，突破测试用关键零部件及测试装备成套技术。具体包括：燃料电池单体、电堆、系统的性能及寿命综合测试台；测试台压力、流量、温湿度等多物理量耦合规律及高精度、快速响应加湿系统、热管理系统；测试台用高精度湿度传感器、流量传感器、质量流量控制器及背压阀制造技术；燃料电池高低压交流阻抗在线测试技术；大功率电子负载的电压电流精确测量及控制技术；测试台主控系统的工况模拟、自动流程控制、实验数据管理、云数据服务、大数据分析等模块集成技术。考核指标：质子交换膜燃料电池、固体氧化物燃料电池单体测试台功率≥100瓦，气体质量流量控制器精度偏差≤0.6%；质子交换膜燃料电池电堆测试台功率≥300千瓦，质量流量控制器精度优于0.5%，控温范围在零下40℃~零上150℃、控制精度优于±1℃；固体氧化物燃料电池电堆测试台功率≥25千瓦，气体质量流量控制器精度偏差≤0.5%，最高测试温度≥1200℃、控制精度优于±3℃，具备固体氧化物电解池测试功能；质子交换膜燃料电池系统测试台功率≥300千瓦，质量流量控制器精度偏差≤0.5%，热管理系统控温范围在零下40℃~零上150℃、控制精度优于±1℃；大功率电子负载功率≥200千瓦、效率≥96%；上述测试台的电压及电流精度偏差≤0.5%；大功率交流阻抗在线测试装备可覆盖电堆与系统测试台全功率范围，精度偏差≤0.5%，应用≥10套。3.5 掺氢/氨清洁高效燃烧关键技术(共性关键技术类)研究内容：针对发电深度减碳与清洁供暖的需求，研究氢、氨等富氢燃料与含碳燃料掺烧的清洁高效燃烧关键技术。主要包括两条技术路线：（1）氢、氨、天然气掺混燃气燃烧特性、反应机理及诊断方法；富氢掺混燃料的燃烧器动态工况燃烧特性、污染物生成特性与预测模型；掺混燃料燃烧强化机制与宽范围调节、低NOx排放燃烧器优化设计策略与高效清洁燃烧技术；基于不同掺混比例稳燃的掺氢/氨燃气高效清洁燃烧技术及设备兼容性；掺氢和掺氨燃气兆瓦级燃烧器工业试验；氢、氨等富氢燃气供暖系统模拟与能量管控平台。（2）氢、氨、煤掺混燃料的多相混合、多场耦合燃烧特性与反应机理；富氢掺混燃料的气固两相燃烧器稳燃特性与操作参数优化、污染物生成特性及预测模型；气固两相掺混燃料燃烧强化机制、低NOx排放燃烧器改进设计策略与高效清洁燃烧工艺包；基于不同掺混比例、掺混方式的掺氢、氨燃煤高效清洁燃烧技术及设备兼容性；掺氢、氨燃煤燃烧技术在大容量锅炉的工程验证。考核指标：两条技术路线分别对应以下考核指标（1）兆瓦级掺氢、掺氨燃气燃烧器，热负荷≥1.0兆瓦，在尾气中3.5%氧气浓度条件下、当最高掺氢比例不低于70%时燃烧器出口NOx排放≤50毫克/标准立方米，在尾气中3.5%氧气浓度条件下、当最高掺氨比例不低于30%时燃烧器出口NOx转化率≤5%；掺氢天燃气锅炉验证性工程，掺氢比≥20%，锅炉负荷≥1.0兆瓦，NOx排放低于30毫克/标准立方米，N2O低于10毫克/标准立方米，CH4低于5毫克/标准立方米，稳定运行大于168小时；形成1~2项国家或行业标准（征求意见稿）；建立掺氢、掺氨燃料的燃烧活性中间产物及稳定产物实验诊断方法，测量误差≤10%；建立掺氢、掺氨燃气燃烧生成CO、NOx、有机污染物的预测模型，预测误差≤20%。（2）兆瓦级掺氢/氨气固两相燃烧器累计运行不低于1000小时，热负荷≥1.0兆瓦；30兆瓦级掺氢/氨气固两相燃烧器，热负荷≥30兆瓦，实现氢/氨掺烧比例（热量比）≥25%，燃烧器出口氨的NOx转化率≤0.5%；完成蒸发量每小时600吨等级以上燃煤锅炉工程验证，实现掺氨比例（热量比）5%~20%连续可调，炉膛出口氨的NOx转化率≤0.5%，NOx排放低于50毫克/标准立方米（按6%基准氧含量折算），锅炉尾部烟气氨逃逸浓度≤3ppm（摩尔比），锅炉效率≥91%，20%掺氨工况稳定运行大于168小时；建立掺氢/氨燃煤燃烧生成CO、NOx的预测模型，预测误差≤20%。3.6 基于固体电解质的直接氨燃料电池技术(基础研究类，青年科学家项目)研究内容：面向紧凑可靠耐久的氨燃料电池系统应用需求，研发高功率密度、耐冷热循环的中温或低温直接氨燃料电池。具体包括：开发高性能、非铂催化剂及可直接转化氨的电极结构，研究电极特性对氨转化与电极性能的影响规律；开发耐冷热循环的电池及其低成本制备技术，研究电极与电解质特性、运行条件对电池性能、寿命与冷热循环性能的影响规律。考核指标：开发出活性区面积≥25平方厘米的单电池，采用纯氨为燃料、在≤700℃的条件下电池峰值功率密度≥0.7瓦/平方厘米，电池耐冷热循环次数≥30次，连续稳定运行≥500小时。3.7 聚合物膜燃料电池非贵金属催化的电极设计与应用关键技术(基础研究类，青年科学家项目)研究内容：针对聚合物膜燃料电池低成本应用需求，探索高性能非贵金属催化剂及催化层设计、制备技术及评价方法，实现非贵金属催化电极性能验证。具体包括：非贵金属燃料电池阴极催化剂原子、分子尺度活性中心解析及高一致性宏量制备技术；非贵金属催化膜电极三相界面优化与制备技术；非贵金属催化膜电极结构强化及寿命保障技术，非贵金属催化膜电极测试评价体系。考核指标：单批次产量≥10克，不同批次电性能偏差≤5%；验证性非贵金属催化电堆功率不低于1千瓦。其中，非贵金属氧还原催化剂在0.9伏电压处（相对于RHE电位，不计欧姆损失）的活性≥0.044安培/平方厘米；膜电极氧还原催化剂载量≤4毫克/平方厘米，氢—空条件下在0.9安培/平方厘米电流密度对应的单池电压≥0.675伏，在0.7伏恒电位下测试超过500小时后、电流密度保持率不低于初始值的75%。3.8 燃料电池系统用先进空气压缩机技术(基础研究类，青年科学家项目)研究内容：针对氢能重型载运、分布式发电用的燃料电池系统对高效率、长寿命的稳定供氧器件需求，探索适用于大功率燃料电池系统的先进空气压缩机设计及制造技术。具体包括：高效率、大流量、低波动的压缩结构设计；耐磨蚀、长寿命、无杂质的压缩腔室材料工艺；高工况适应性的系统机电耦合控制方法；全工况的系统噪声抑制技术。考核指标：研制出适用于燃料电池系统的大流量空压机样机：额定流量≥150克/秒，最高压缩比≥3.5，出口压力波动偏差在10毫秒内≤1%，常用工况最高等熵效率≥90%，全工况最高噪声≤70分贝，空压机排气不含有异于吸气的杂质组分（测试标准符合ISO8573），启停次数≥2万次（实测），预期寿命≥10000小时。4.”氢进万家“综合示范4.1 中低压氢气管道固态储氢系统及其应用技术(共性关键技术类)研究内容：针对以灰氢和蓝氢为主要氢源的高碳排放生产过程，研发基于低成本储氢材料的大容量储放氢系统，实现对管输绿氢的高效储存和特定用氢场景的供氢匹配，达到降低碳排放的目的。具体内容包括：以低成本储氢材料为工质的高密度高安全储氢床单体的设计和均一化制备技术；储氢系统的传质传热特征与优化集成技术；储氢系统循环性能的衰减原因及稳定化方法；储氢系统在中低压氢气管道的增压和减压响应特性；搭建可在化工、冶金两种典型用氢生产过程中储氢系统应用的验证平台。考核指标：储氢系统：储氢量≥500千克，储存1千克氢气的成本≤10000元，储氢压力≤5兆帕，输入氢气纯度为95%时输出氢气纯度≥99.97%，吸氢速率最大值≥5.0千克氢气/分钟，吸氢压力在1兆帕~5兆帕，供氢速率最大值≥1.0千克氢气/分钟，供氢压力在0.2兆帕~4兆帕范围内连续可调，经2000次吸/放氢循环后储氢容量保持率≥90%。其中，储氢材料：储氢密度≥70千克氢气/立方米，材料成本≤100元/千克，在低于100℃时材料的储氢密度≥2.0%，可逆放氢量≥95%。

1. 前言随着全球工业化的进展，能源需求的增长，研究高性能的储能装置受到相关领域的广泛关注，锂离子电池是目前综合性能优异的电池体系。锂离子电池属于二次电池，可以充电后，再次使用，常用在电动汽车，手机，便携笔记本电脑中，属于绿色环保能源。具有体积小，寿命长，高电压，高功率密度，无记忆效应等特点。1.1 锂离子电池工作原理锂离子电池主要通过锂离子的“嵌入/脱出”实现电池能量的存储和释放。过渡金属的嵌锂化合物常用于正极材料，他们的晶格结构对电池的容量至关重要。如以LiCoO2为例，充电过程发生的反应如下：充电时，在外电场作用下，Li+从LiCoO2晶格脱出，穿过电解液隔膜，嵌入石墨负极，电子通过外电路从正极流出，流入负极，正极电压升高，负极电压降低，电池端电压升高，完成充电。放电时，Li+从石墨负极脱出，嵌入LiCoO2正极，电子经外电路从负极流出，对负载做功，流入正极，正极电压降低，负极电压升高，电池端电压降低，实现放电做功。 1.2 锂离子电池电解液正极材料，负极材料，隔膜材料，电解液材料是锂离子电池的四大关键部分。研发电池的关键材料是国内外开发的重点。其中电解液被称为锂离子电池的“血液”，是正负极材料之间传输电子的通道，是获得高功率，高能量密度，长寿命的锂离子电池的保证。电解液通常由纯度高的有机溶剂、锂盐、添加剂等组成。随着锂离子电池不断的充放电过程，电池会出现劣化，其中电解液状态是评价电池劣化的最主要因素之一，也是评价电池劣化的最直观的方法。因此，分析电解液的劣化非常重要。电解液分析的传统方法，如GC / LC-MS、核磁共振、傅里叶红外，这些方法在样品制备和前处理方面，耗时长，操作繁琐。另外，对于电解液中含量较少的成分，传统的方法很难检测出它们的变化差异。而三维荧光结合多变量分析方法，能够以更短的时间、更容易、高灵敏度的检测电解液的变化。客户可以使用三维荧光进行电解液中成分变化的筛选，联合传统分析方法确定变化的具体物质。因此三维荧光提供了一种快速寻找电池劣化的原因，可以有效减少或避免在研发或使用过程产生这种劣化的原因，大幅提高分析效率。 详细的应用数据请点击：https://www.instrument.com.cn/netshow/sh102446/s926995.htm荧光分光光度计F-7100和多变量分析软件3D SpectAlyze日立荧光分光光度计具有超高的扫描速度，无需复杂的样品前处理，能够快速测定样品。另外，日立具有专用多变量分析软件3D SpectAlyze，因此可以提供数据测量和解析一体化，从而获取样品的详细信息。使用荧光分光光度计结合多变量分析软件可以快速评价荧光强度发生变化的体系。

金属的电解抛光，是一种传统而常用的表面处理技术，通过可控的电化学反应使金属表面溶解（凸起部分溶解速度快）来降低表面粗糙度。利用电解抛光技术，可以获得纳米级粗糙度的镜面光泽表面，而且可以去除前序机械加工遗留的表面和亚表面损伤层。不过，不为一般仅使用该技术的研究者注意的是，在一定的电化学条件下，电解抛光后的金属表面会出现纳米级的图案（pattern），其中对金属铝的研究较多。研究者发现，金属铝（Al）经短时间电解抛光处理后，表面会出现周期或特征周期为几十至一百多纳米的有序条纹状（stripe）、六边顶角状（hexagon）及点状（dot）等多种有序或无序图案。这一现象，已经引起了研究者对其在金属表面微纳工程、微纳模板加工、微纳电子学等领域应用的关注。研究者已经开始深入挖掘纳米图案形成的机理，关键是揭示材料表面结构和界面电化学行为决定纳米图案类型及周期的物理化学规律。但是，目前已经发表的研究，缺少对多晶和单晶铝表面纳米图案形成行为的系统实验研究，定性的多定量的少，零散的多系统的少，难以用来检验和改进现有的表面纳米图案形成理论。其中一个被长期忽略的关键问题，就是铝表面结构差异导致的纳米图案的各向异性。哈尔滨工业大学化工与化学学院的甘阳教授和他指导的博士生袁原（论文第一作者）、张丹博士、杨春晖教授及机电学院的张飞虎教授，首次采用电子束背散射衍射（EBSD）对电解抛光后的多晶铝和单晶铝进行了定量的表面晶体学取向分析，并采用蔡司的Sapphire Supra 55场发射扫描电镜（FE-SEM）和原子力显微镜（AFM）对纳米图案的类型（type）和周期（size）进行了系统表征和量化分析，揭示了铝电解抛光表面纳米图案的类型和周期对于表面结构和晶体学取向的依赖性的规律。同时，基于表面物理化学的理论框架，对结果进行了深入分析和讨论，定性解释了大部分的实验结果，并指明了下一步的研究方向。研究结果近期以长文形式发表于电化学领域的国际知名期刊Journal of the Electrochemical Society，国际同行评审专家认为该工作是对本领域的重要贡献。甘阳教授课题组首先对多种铝样品的电解抛光表面纳米图案进行了系统的研究：1）多晶铝（polycrystalline Al）中不同取向的晶粒；2）切割角可控的系列单晶铝（monocrystalline Al）样品。通过EBSD测试获得晶粒表面的晶体学取向图，并结合定位SEM表征，他们发现，铝电解抛光表面纳米图案对晶面取向具有依赖性（如图1所示为多晶样品中三个毗邻的晶粒）。（背景知识：描述铝表面晶体学取向的EBSD反极图三角（IPF triangle）中，可划分为围绕三个低指数晶面方向（primary direction，主取向）的晶体学主取向区域—[101] //ND，[001] //ND和[111]//ND，单个晶粒或单晶的表面取向偏离主取向的角度称为取向差角（misorientation angle）。）通过对数十个不同取向的多晶晶粒的逐一定位SEM表征，他们发现了一系列未被报道过的现象（图2）：1）纳米图案类型和周期对晶面取向的依赖性是否显著取决于所属的主取向区域；2）在同一主取向区域内，纳米图案类型和周期随着取向差角的改变呈现渐变性规律；3）对于具有相同取向差角但偏向不同主取向的晶面，纳米图案类型和周期也发生变化；4）在两个或三个主取向的交界处，纳米图案类型和周期基本相同。他们进一步测试和分析了一系列取向差角可控的单晶铝样品（图3），证实了上述多晶样品的结果，并揭示出目前尚难以解释的单晶和多晶样品间的图案周期性大小的差异问题（图4）。图1 （a）电解抛光多晶Al样品的EBSD分析IPF图，（b）放大后的IPF图和IPF三角显示三个相邻的A、B、C晶粒及其所属的主取向区域和各自的晶面取向差角值，（c）三个晶粒的定位SEM形貌图像，相邻晶粒被晶界隔开并交于一点，（d–f）三个晶粒的AFM形貌图像和细节放大图及FFT分析图，（g–i）为对应AFM图中白线段的线轮廓分析图。图2 （a）电解抛光后不同晶面取向的多晶铝晶粒在IPF三角中的位置图，（b–y）不同晶粒表面的SEM形貌图和对应的FFT分析图（SEM图上均给出了取向差角和图案的周期）。图3 （a）不同晶面取向的单晶铝样品在IPF三角中的位置图，（b–s）电解抛光后不同单晶样品表面的SEM形貌图和对应的FFT分析图（SEM图上均给出了取向差角和图案的周期）。图4（a，b）单晶和多晶样品的表面纳米图案周期（L）随取向差角（θ）变化的L–θ图，上方刻图轴给出了三个主取向区域内与θ对应的所属表面的表面台阶宽度（w）。（c，d）单晶和多晶样品的各晶面在IPF三角中的对应位置图。L–θ图和IPF三角中的几条连线，表示的是连接了近似位于延某个主取向辐射出去的直线上的若干晶面（及IPF三角中的若干对应的点）。为了解释实验结果，他们建立了一系列不同取向晶面的表面原子排列的“平台–台阶”模型（图5），还特别关注了更复杂的“平台–台阶–扭折”表面结构（图6）。尽管尚没有考虑表面驰豫、重构等的影响，他们根据表面结构特征随取向差角的变化规律，解释了实验观察到的纳米图案类型和取向差角的关系。比如，在一个主取向区域内，随着取向差角的增大，表面台阶宽度逐渐减小而不是突变，界面能的变化也应该呈现渐变的特性，这就解释了纳米图案的类型随取向差角改变的渐变现象。此外，在两个或三个主取向区域的交界处，大取向差的晶面的表面结构（平台宽度和台阶处的原子排列）很相似，所以导致纳米图案的类型基本相同。而不考虑上述结构特征，就很难解释实验上观察到的现象。图5（a–f）[001]和[101]//ND主取向区域内6个不同取向差角的晶面的表面“平台–台阶”结构模型的正视图和侧视图。表面单胞用红色平行四边形或矩形表示。（g）6个晶面在IPF三角中的位置图。图6 （a–c）[001]//ND主取向区域内3个取向差角相等但偏向不同方向的晶面的表面“平台–台阶–扭折”结构模型的正视图。表面单胞用红色平行四边形表示，特别给出了平均台阶宽度。（d）3个晶面在IPF三角中的位置图。图7 在电解抛光过程中吸附分子在不同平台宽度“平台–台阶”表面的扩散和脱附行为差异的示意图。（a）宽平台表面；（b）窄平台表面。他们基于表面结构影响电化学溶解和界面分子吸附、扩散行为的理论框架，对文献中现有的“吸附–溶解”理论进行了深化，进一步提出了表面平台宽度和台阶位点的数量会影响电解抛光液中的表面吸附分子（如乙醇）在表面的扩散（以扩散系数表征）和吸脱附（脱附速率常数）行为。取向差角越大，平台宽度越窄（台阶密度也越大），分子在表面的扩散障碍越大，但同时脱附也更困难，这二者的竞争导致图案的周期先增加并逐渐达到峰值后减小。以外，他们还提出了一套结合SEM测量和图像的FFT处理的分析步骤，以此为基准来准确确定准无序纳米图案的平均周期大小，有效避免了单点测量的较大偏差。以上研究工作，对铝及其它金属（如Ti，Ta，Zn，W）及合金的电解抛光表面纳米图案化研究具有普通意义。甘阳教授课题组正在继续深入研究更多实验因素的影响、图案演化的计算机模拟及理论模型的建立，力图全面揭示金属电解抛光表面纳米图案的形成机理。该研究得到了国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划项目等的资助。恭喜哈尔滨工业大学化工与化学学院甘阳老师课题组使用蔡司场发射扫描电镜做科学研究，取得丰硕的科研成果！