近日,深圳大学谢和平院士与其博士生翟朔分别为通讯和第一作者,香港理工大学倪萌教授、南京工业大学邵宗平教授为共同通讯作者在Nature Energy(IF:67.439)以深圳大学为第一单位发表了题为” 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。该研究将机器学习、理论计算与陶瓷固体氧化物开发相结合,开发了一个经过实验验证的阴极材料机器学习筛选技术,实现了固体氧化物燃料电池筛选高活性阴极材料的重大突破。

高活性钙钛矿阴极材料结构及电化学性能(深圳大学供图)

钙钛矿阴极材料本征活性与路易斯酸性强度以及离子半径函数相关性的三维可视化示意图(深圳大学供图)
据悉,当前,现代化的燃煤电厂受到卡诺循环的限制,单位发电量的煤炭消耗量居高不下,同时难以破解煤炭发电固有的CO2大量排放的技术瓶颈,无法真正实现煤炭的清洁低碳利用。谢和平院士团队率先提出并正在攻关“近零碳排放直接煤燃料电池(DCFC)发电技术”(CN114284533A)。该技术可打破卡诺循环的限制,不通过燃烧,而是将改性煤炭的化学能通过电化学氧化过程直接转换为电能,同时在系统内原位实现CO2二次能源化利用。其中DCFC是基于固体氧化物燃料电池,其阴极提供了碳氧化反应所需的氧离子,材料的本征活性对氧还原反应的动力学反应速率有着决定性作用。然而,传统的材料设计、表征和测试依赖低效的试错过程,往往需要漫长的研究周期。
基于上述研究思考,该研究创新将机器学习、理论计算与固体氧化物燃料电池阴极材料设计相结合,实现了快速、有效地从庞大的钙钛矿组分中筛选高活性阴极材料。该研究阐明了钙钛矿氧化物路易斯酸性调控策略提升本征活性的机理,揭示了路易斯酸性在A位和B位离子的极化分布引起电子对的偏移,进而降低氧空位的生成能和迁移能垒的机制。该成果为团队正在攻关的“近零碳排放直接煤燃料电池发电技术”提供了理论依据与技术支持。
4月20日,天津武清新光之城—北京次渠地铁站的京津首条跨省公交——武清专1路开通。4月27日,记者从天津市交通运输委了解到,该线路开行一周以来,整体运行平稳,客流数据稳步攀升,累计发送近200班次,运送旅客超过5500人次,进一步助力京津双城通勤便利化。 在服务两地乘客通勤出行的同时,该专线还以实惠的票价、优质的服务,进一步丰富了两地市民的生活出行场景——周末前往北京旅游观光,轻松实现当日往返,探亲访友也有了更便捷、经济的选择。为此,4月25日,该线路根据客流需求灵活增加了6个班次。当日,进京方向多个班次满座,晚高峰回津客流也持续保持高位,精准契合了市民出行需求。 “以往上下班总要想着拼车,现在有了跨省公交,按点发车、到站即乘,通勤节奏一下就稳了。”乘客王先生说。 市交通运输委相关负责人表示,市交通运输委及线路运营单位将持续聚焦市民出行需求,密切关注客流变化,精准研判京津双向出行态势,根据实际情况及时调整班次、动态优化运力配置,精准对接乘客实际需求,不断提升服务品质,全力保障市民安全、便捷、舒适出行,全力做好京津通行全场景服务,为推动京津冀交通一体化发展增添新动能。(记者 万红)