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一种具有N掺杂TiO2光阳极的微流控全钒光电化学电池，用于增强太阳能存储
摘要： 本工作合成了氮掺杂二氧化钛光催化剂，并将其应用于微流控全钒光电化学电池中以增强太阳能存储。通过采用氮掺杂二氧化钛光阳极和最小化设计，可确?？杉庀煊π浴⒏蟮谋缺砻婊?、发达的孔结构以及增强的光子与物质传输能力，同时实现更均匀的光分布。研究通过多种表征手段对开发的催化剂及微流控全钒光电化学电池进行了评估。结果表明，所开发的氮掺杂二氧化钛光阳极具有更宽的吸收光谱、较小的锐钛矿晶粒尺寸，以及显著增大的比表面积和丰富的孔结构。得益于这些优势，在长期运行过程中，搭载氮掺杂二氧化钛光阳极的微流控全钒光电化学电池产生了0.103 mA/cm2的平均光电流密度，远高于未掺杂二氧化钛光阳极（0.086 mA/cm2）和商用P25钛白粉光阳极（0.073 mA/cm2），分别实现了19.8%和41%的提升。该结果不仅证实了氮掺杂二氧化钛光阳极能促进钒可逆氧化还原电对转化，还展现了其固有的优异稳定性。
关键词： 光阳极、氮掺杂二氧化钛光催化剂、转化率、全钒微流控光电化学电池、太阳能存储
更新于2025-11-14 17:03:37
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二元硝酸盐共晶盐-二氧化硅纳米流体用于太阳能存储的增强热容
摘要： 在聚光太阳能发电厂中，储热介质的热容量是影响发电成本的关键因素。本研究通过实验测量与分子动力学模拟相结合的方法，探究了掺杂二氧化硅纳米颗粒的二元硝酸盐共晶盐的有效比热容。分析了纳米颗粒质量浓度（0-2.0 wt%）和平均粒径（10、20和30 nm）对纳米流体比热容值的影响。结果表明：当添加10 nm二氧化硅纳米颗粒至1.0 wt%时比热容升高，更高浓度时则下降；在此最佳质量浓度下，20 nm纳米颗粒使平均比热容获得最大增幅（约26.7%）。模拟结果揭示了体系内不同能量组分的信息，发现势能变化率相对于纳米颗粒质量浓度在1.0 wt%时达到最大值，这与实验测量结果一致。模拟体系中的势能组分表明，库仑能的变化对比热容改变的贡献最为显著。
关键词： 基于熔盐的纳米流体，分子动力学模拟，太阳能存储，比热容
更新于2025-09-23 15:19:57
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在Fe?O?光电极上直接存储超薄Ni(OH)?中的空穴以实现集成太阳能充电电池型超级电容器
摘要： 由于太阳能能量通量具有间歇性和不稳定性，储能是太阳能利用中的一个关键问题。本文首次提出一种Fe2O3@Ni(OH)2核壳纳米棒阵列作为光电化学电池型超级电容器，用于直接储存太阳能。在光照条件下，Fe2O3吸收太阳能并产生电子-空穴对，而Ni(OH)2则储存光生空穴，这些空穴可在断光时释放为电能。此外，通过调控半导体的价带位置和Ni(OH)2的厚度，可完全抑制对光电化学超级电容器应用有害的水氧化副反应（电解质分解）。结果表明，该Fe2O3@Ni(OH)2光电化学超级电容器在0.1 mA cm?2放电电流密度下的比电容高达20.6 mF cm?2，约为先前报道的BiVO4/PbOx材料的4.5倍。本研究为太阳能直接储存提供了一种极具前景的器件，并深化了对光电极与电池型电容材料之间界面电荷转移的理解。
关键词： 水氧化抑制、Fe2O3@Ni(OH)2、光电化学超级电容器、核壳纳米棒阵列、太阳能存储
更新于2025-09-04 15:30:14