中国工程院院士衣宝廉：燃料电池汽车现状愿景与氢源
【图文导读】图1.凯夫拉尔（Kevlar）启发的AA自组装成超稳定的纳米带，中国能够进行分级排序以形成干燥的宏观线a，中国AA由带电荷的头基和脂肪族的尾部组成，以诱导两亲性自组装，并由芳族聚酰胺结构域形成集体的分子间氢键 b，AA旨在在水中自发自组装成纳米带，并且抑制了交换动力学c，在代表性的TEM显微图中观察到2的干燥纳米带d，用镊子将纳米带悬浮液从镊子尖端移出至硫酸钠溶液中，以形成一维凝胶e，将凝胶从水中移出并干燥，以形成由对齐的纳米带组成的线，该纳米带可以容易地弯曲和处理图2.AA纳米带表现出最小的分子交换a，化合物1、2和3纳米带在水中的SAXS在低q态下显示出-2的斜率，表明高纵横比结构，最适合给出3.9nm的层状模型（黑线）纳米带厚度，与纳米带几何形状一致b，水中2个纳米带的代表性冷冻TEM图像显示纳米带的宽度约为5nmc，化合物3纳米带的ATR-FTIR显示在浴超声处理后在1638cm-1处出现一个尖峰，这与氢键网络的增强一致d，在55天内测量了供体标记和淬灭剂标记的纳米带悬浮液1：1混合物的归一化荧光强度e，供体和淬灭剂标记的纳米带悬浮液在80°C的混合物的归一化荧光强度表明加热时未观察到FRET暗淬灭图3.AA纳米带的杨氏模量为E=1.7GPa，拉伸强度为σ*=1.9GPaa，通过追踪29个AA纳米带的AFM轮廓获得的轮廓用于统计形貌分析b，轮廓线的中点偏差δ用于计算蠕虫状链模型的半柔性聚合物的持久长度P=3.9±0.7μm和杨氏模量E=1.7±0.7GPa对数据c，超声诱导的纳米带断裂d，通过将超声处理后的碎片长度相对于横截面尺寸C作图来确定阈值长度，在超声处理之下，原纤维不会断裂e，在Ashby图上显示的AA纳米带机械性能使其成为最坚固和最硬的生物材料之一图4.AA纳米带通过剪切力排列并干燥以形成柔性线a，偏光显微照片显示两个纳米带线的交点b，一条质量为0.1μmg的5μcm纳米带线悬浮在槽中并支撑20μmg的重量c，显示了由硫酸根离子（蓝色）和甲烷二磺酸根离子（红色）形成的AA线的代表性拉伸试验图5.固态纳米带线的X射线散射显示出有序的分子堆积，扩展的氢键网络和远距离的分层顺序a，在实心，对齐的AA纳米带线的X射线散射测量中描述了子午和赤道散射方向b，AA纳米带线的WAXS图案表明精确的分子组织保持在固态，各向异性与纳米带排列一致c，通过整合b的子午线和赤道轴获得一维散射轮廓d，AA中纳米分子的分子堆积如图c中模拟的晶胞所说明e，AA纳米带线的SAXS显示出各向异性的层状峰，对应于4.8μnm的带间间距f，假设的结构显示了单个AA纳米带的排列以形成半晶体结构域，该区域具有4.8nm的层状间距，由e表示【小结】作者提出了分子自组装平台，芳族聚酰胺两亲物。 图文导读图1.TO-TREC技术原理本研究中我们选用了锰酸锂（lithiummanganeseoxide,LMO）和亚铁氰酸镍（nickelhexacyanoferrate，工程NiHCF）作为电极来证明TO-TREC技术的可行性。将放电后的电极放入常温（20°C）的回收溶液中，院院愿景氢源其充电电压则恢复到与常规操作一致，因此充电所消耗的能量不变(图3b)。
TO-TREC系统包含两个主要的过程，士衣即高温放电提取锂和低温充电释放锂两个过程。即对于温度系数是正的化学电池系统，宝廉因其电池电压随着温度升高而升高，宝廉所以通过高温下的放电过程能够释放出更多的电能，从而减少整个电化学提取锂过程的电能消耗。LMO电极从高温浓缩后的含锂原水中选择性捕获锂离子，燃料同时NiHCF电极释放出钾离子以平衡原水中的电荷。
该新技术耦合了热渗透和热再生电化学循环两个过程（Thermo-osmosis-CoupledThermallyRegenerativeElectrochemicalCycle，电池TO-TREC），电池具有以下几个优势：以低品质热源（温度100℃，如地热资源，工厂废热，太阳能等）作为热能来源，热渗透系统可以将绝大部分的低浓度含锂原水进一步的浓缩（如海水淡化厂所产生的反渗透浓水，工业废水等），且浓缩的速度远高于传统的太阳能蒸发。这个方法相对落后，汽车存在耗时长，对锂的选择性低，蒸发池占地面积大，消耗大量化学药品以及产生废弃淤泥等缺点。
图4.TO-TREC系统的性能表现为了进一步验证TO-TREC系统的可行性，现状搭建了实验室规模的测试系统（图4a）。 而我们选择LMO/NiHCF化学电池系统作为研究对象的其中一个重要的原因是其温度系数为正，中国可以在提取锂的操作过程当中实现上述是低品质热能转化为电能的效果。相关研究以ElectrodepositionofPt-DecoratedNi(OH)2/CeO2Hybridas SuperiorBifunctionalElectrocatalystforWaterSplitting为题目，工程发表在Research上。 院院愿景氢源本研究为探索与PENG集成的高性能自供电柔性电子器件湿度传感器提供了途径。士衣华中科技大学TianyouZhai教授综述了近年来国内外在晶圆级vdWHs及其光电应用方面的研究进展。 将Au585@AIE-PS纳米点应用于海拉癌细胞的同步荧光成像和光动力消融，宝廉增强体外PDT效率。相关研究以Biodegradablemagnesiumalloywitheddythermaleffect foreffectiveandaccuratemagnetichyperthermia ablationoftumors为题目，燃料发表在NationalScienceReview上。 |
