熔盐储能电池中锑基液态合金电极放电机制与调控

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51774148
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0410.冶金物理化学与冶金原理
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The long-lifespan and low-cost batteries based on liquid metal electrodes and molten salts electrolyte, redeeming the disadvantages of batteries with solid electrodes, are promising for large-scale energy storage applications. Alloying processes are the intrinsic discharge mechanism of liquid metal electrodes, which also play key roles on reducing the melting point of electrodes and then lowering the working temperature of batteries. However, the correlations of the alloying processes of liquid metal electrodes and the performances of batteries are rather vague, which hinders the development of liquid metal batteries. To understand the alloying processes of liquid metals in molten salt batteries, this proposal is focused on the study of thermodynamics on the properties of potential of antimony-based alloy electrodes, the dynamics of alloying discharge processes and those of the effects to the battery performances, via the electrochemical analysis, characterization of alloys and batteries, combing with calculation and simulation. The study will reveal the contributing mechanism of alloy components for electrode potential and the bottleneck for discharge processes of battery, and figure out the key restraining factors on the performances of antimony-based liquid metal battery. The results of the study will solidify the scientific foundation of high-voltage, high-rate and long-cycling liquid metal batteries, and promote the energy storage applications of molten salt batteries.
基于液态金属电极的熔盐储能电池寿命长、成本低,弥补了室温固态电极电池体系的不足,有望实现大规模电能存储。合金化是降低金属电极熔点和电池工作温度的重要途径,也是液态金属电极的基本放电机制。有关液态金属电极合金化过程对电池储能特性影响机制的认识尚浅,严重制约了液态金属电池的进一步发展和实际应用。为了厘清合金电极过程与储能电池属性的关系,本项目结合电化学分析、材料和电池表征、计算模拟等,以锑基合金电极为研究对象,重点研究电极电势的热力学、合金化放电过程的动力学及其对电池性能的影响,厘清合金成分对电极电势的贡献机制,理解电池放电过程的瓶颈步骤,掌握影响锑基液态金属电池储能特性的关键因素,为设计高电压、高倍率、长寿命的液态金属电池提供理论支撑,推动熔盐储能电池的实际应用。

结项摘要

本项目围绕熔盐储能电池锑基合金电极放电过程中的关键科学问题,从多元Sb基合金电极设计与优化理论、合金电极放电过程界面动态演化机制、大容量电池界面稳定化策略等三个方面进行了系统深入研究。分析了不同Sb基合金电极的电势变化规律,发展了系列Sb-Sn电极体系,揭示了不同Sb-Sn比例合金电极在放电过程中正极形态和放电产物演变过程;厘清了Sb基熔盐储能电池充放电过程的反应机制,分析了电池失效模式与调控方法;提出了内场分区限域策略,有效解决了熔盐储能电池放电过程的界面不稳定性问题,显著提升了大容量电池的稳定性,为发展高效稳定的锑基熔盐储能电池奠定了理论基础。

项目成果

期刊论文数量(21)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(8)
Designing a slope-dominated hybrid nanostructure hard carbon anode for high-safety and high-capacity Na-ion batteries
设计用于高安全性和高容量钠离子电池的斜率主导的混合纳米结构硬碳负极
  • DOI:
    10.1039/d0ta08895a
  • 发表时间:
    2020-11-21
  • 期刊:
    JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A
  • 影响因子:
    11.9
  • 作者:
    Jin, Qianzheng;Wang, Kangli;Jiang, Kai
  • 通讯作者:
    Jiang, Kai
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  • DOI:
    10.1002/celc.202001355
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    ChemElectroChem
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Tao Hongwei;Tang Yun;Zhou Min;Wang Ruxing;Wang Kangli;Li Haomiao;Jiang Kai
  • 通讯作者:
    Jiang Kai
液态金属电极的电化学储能应用
  • DOI:
    10.13208/j.electrochem.200652
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    电化学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李浩秒;周浩;王康丽;蒋凯
  • 通讯作者:
    蒋凯
State of charge estimation for liquid metal battery based on an improved sliding mode observer
基于改进滑模观测器的液态金属电池荷电状态估计
  • DOI:
    10.1016/j.est.2021.103701
  • 发表时间:
    2022-01
  • 期刊:
    Journal of Energy Storage
  • 影响因子:
    9.4
  • 作者:
    Xu Cheng;Zhang E.;Yan Shuai;Jiang Kai;Wang Kangli;Wang Zhuo;Cheng Shijie
  • 通讯作者:
    Cheng Shijie
Surface-dominated storage of heteroatoms-doping hard carbon for sodium-ion batteries
用于钠离子电池的杂原子掺杂硬碳的表面主导存储
  • DOI:
    10.1016/j.ensm.2020.01.014
  • 发表时间:
    2020-05-01
  • 期刊:
    ENERGY STORAGE MATERIALS
  • 影响因子:
    20.4
  • 作者:
    Jin, Qianzheng;Wang, Kangli;Jiang, Kai
  • 通讯作者:
    Jiang, Kai

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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