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水系电池为什么会“鼓包”“漏气”？水系电池产气的机理
然而，在电池运行过程中，电极/电解液界面普遍存在副反应，尤其是气体生成（如析氢、析氧）。这些副反应导致的气体累积会造成电池鼓包、漏液甚至失效，对循环稳定性构成严重威胁。 水系电池产气的机理1、气体来源析氢反应（HER）：负极在低电位下，水分子被还原为氢气，尤其在 Zn、Al、Mn 等负极体系中更为显著。 析氧反应（OER）：正极在高电位下，水被氧化为氧气，这在高电压窗口电解液中尤其明显。电解液分解与副反应：碳酸盐或含有有机组分的水系体系，可能产生 CO2或 CO。添加剂分解也会带来特定气体信号。 他们发现随着环丁砜含量的增加，析氢电位显著负移，从 2.5 V 降至 1.3 V (vs. Li⁺/Li)，表明氢键受限环境有效抑制了 HER。 具体而言，他们将 Zn 与 Sn 两类负极材料进行对比：压力曲线显示，Zn 在静置过程中会迅速释放氢气，导致体系内气压显著升高，反映出其严重的析氢副反应；而 Sn 负极由于氢析出过电位更高，表现出优异的抗腐蚀性和稳定性
24810编辑于 2025-11-03 南方科技大学ACB：空间限域焦耳热构建高性能复合电极，500 mA/cm²仅需1.65 V+稳定运行600小时
因此，开发兼具高本征活性、优异结构稳定性和高效传质能力的高性能非贵金属析氢反应（HER）电极，成为该领域的关键科学问题。 最终，该电极在AEMWE中展现出优异的析氢性能与超长稳定性，为设计高效、耐用的非贵金属电解水阴极提供了新的设计思路。 图4：碱性条件下的电催化析氢性能在1 M KOH中，Ni₄Mo/MoO₂@GF-NVG电极表现出最优的HER活性（图4a），达到10 mA cm⁻²的过电位仅需19 mV，塔菲尔斜率为33 mV dec 态密度（DOS）分析表明，异质界面使Ni和Mo的d带中心上移并更接近费米能级，优化了与反应中间体的吸附强度。 未来可探索将此多尺度工程策略拓展至其他催化剂体系（如析氧反应阳极），并进一步研究其在波动性可再生能源供电场景下的实际运行效能。
15810编辑于 2026-01-24- 来自专栏智药邦
日本东北大学李昊：AI催化实验室DigCat平台的预印版发布！
截至2024年11月29日，DigCat已收录超过40万条实验数据点和33万种理论结构，涵盖多种材料类型。 数据库覆盖120余种催化反应（图2）和200多项性能指标，包括氧还原反应（ORR）、析氧反应（OER）、析氢反应（HER）、氨合成、一氧化碳/二氧化碳还原反应（CORR/CO2RR）、过氧化氢合成、臭氧合成 、氢与氨氧化、氮与氨氧化、电催化加氢、环氧化物合成、尿素合成、甲醇/乙醇重整制氢，以及多种有机催化反应。 结果与讨论 功能1：实验与结构数据分析及可视化 用户可选择反应类型和材料类型，平台默认以年份为横轴自动显示性能数据（图3a）。 针对特定需求，滑动条可帮助用户基于反应条件筛选数据，使搜索流程更高效。此外，针对海水电解、磁催化、介导氨合成和介导环氧化等新兴研究方向，平台支持一键筛选相关文献。
1.7K10编辑于 2025-02-26 - 来自专栏阴极保护
电位与电流效率之间的关系受哪些环境因素影响？
约 19g/L）可破坏阳极表面氧化膜，维持活化状态，电位更负（如铝合金在海水中电位约 - 1.1V），电流效率高；· 抑制作用：若介质中 Cl⁻浓度过高（如饱和 NaCl 溶液），可能加剧阳极自腐蚀（析氢反应 温度的热力学与动力学影响· 热力学效应：升温可加速电化学反应速率，理论上电位更负（如铝合金在 25℃海水中电位 - 1.1V，50℃时可能降至 - 1.15V），但温度过高会加剧阳极自腐蚀（如镁合金在 60℃以上海水中析氢明显），导致电流效率下降。 2. pH 值的酸碱环境影响· 酸性环境（pH<6）：· H⁺浓度高，易发生析氢反应（2H⁺+2e⁻→H₂↑），消耗阳极电子，电流效率下降（如镁合金在 pH=4 的溶液中电流效率可降至 40%）；· 铝合金在酸性介质中氧化膜易溶解 微生物腐蚀（MIC）· 厌氧环境：硫酸盐还原菌（SRB）在缺氧条件下将 SO₄²⁻还原为 S²⁻，与阳极反应生成金属硫化物，形成致密极化层，导致电位正移（如铝合金在 SRB 环境中电位可升至 - 0.8V
23300编辑于 2025-07-07 - 来自专栏阴极保护
恒电位仪的输出电流异常会对阴极保护系统产生哪些影响？
被保护金属无法获得足够的电子，导致 **“欠保护”**，具体表现为：保护电位不达标电流不足会使被保护体（如管道、储罐）的电位无法降至预设的保护范围（如钢铁无法达到 - 0.85V 以下），金属表面仍会发生阳极溶解（腐蚀反应 二、输出电流过高的影响电流过高会导致被保护体过度极化，引发 **“过保护”**，带来新的损伤风险：氢脆风险过高的电流会使被保护金属表面发生剧烈的析氢反应（2H⁺ + 2e⁻ → H₂↑），氢气渗入金属内部 ）** 的影响电流忽高忽低会导致被保护体的电位频繁超出正常范围，引发 “保护效果反复失效”：保护状态时断时续电流波动会使电位在 “欠保护” 和 “过保护” 之间反复切换，金属表面时而发生腐蚀，时而承受氢脆风险
23410编辑于 2025-07-10 - 来自专栏阴极保护
钛带阳极结构及性能特点
· 电催化性能好：涂层可降低析氧、析氯等反应的过电位，提高电极反应效率，有利于节约电能。例如在盐水电解生产氯碱时，钛阳极对氯过电位低，在 1A/cm² 时比石墨阳极低 140mV。 · 电解行业：在氯碱工业、电解水制氢、电镀等领域发挥着重要作用。例如在电镀中，可作为阳极或辅助阳极，用于镀镍、镀金、镀铬等工艺，能提高镀层质量和电镀效率。
21710编辑于 2025-08-04 - 来自专栏阴极保护
电位与电流效率之间有什么关系？
特点：电位越负（如铝合金牺牲阳极为 - 1.05V~-1.2V），理论上驱动电流的能力越强，越容易发生氧化反应释放电子。电流效率1. Al-Zn-In-Sn 系铝合金）以优化电位和电流效率：· 电位调控：In（铟）、Sn（锡）等元素可降低铝合金的活化电位，使其更负，增强驱动能力；· 电流效率提升：Zn（锌）可改善合金均匀腐蚀性能，减少局部自腐蚀（如析氢反应 · 例：纯铝电位虽负，但自腐蚀严重（析氢消耗电子），电流效率仅约 30%；添加 In、Sn 后，铝合金电流效率可提升至 90% 以上，同时电位保持在 - 1.1V 左右。
23200编辑于 2025-07-07 - 来自专栏阴极保护
高硅铸铁阳极的工作原理是什么？
阳极的氧化反应（自身溶解）高硅铸铁阳极在工作时，自身发生氧化反应（失去电子），具体反应如下：· 铁的氧化：阳极中的铁失去电子，生成铁离子（Fe²⁺）进入电解质环境：Fe - 2e⁻ → Fe²⁺· 硅的作用 阴极的还原反应（抑制腐蚀）被保护的金属结构（如管道）作为阴极，接收来自阳极的电子，表面发生还原反应（得到电子），主要是电解质中的氧气或水被还原：· 在有氧环境中：O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH ⁻· 在缺氧环境中：可能发生析氢反应：2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻这些还原反应消耗了阴极表面的电子，避免了被保护金属自身发生氧化（腐蚀）。 原本被保护金属可能因失去电子而腐蚀（如 Fe→Fe²⁺+2e⁻），但由于阴极保护系统持续提供电子，金属表面的腐蚀反应被抑制，从而实现防腐保护。4. 由于高硅铸铁表面的 SiO₂保护膜能稳定存在，阳极的氧化反应速率可控，输出电流稳定，确保被保护金属始终处于 “阴极状态”，腐蚀被有效阻止。
25110编辑于 2025-07-14 - 来自专栏蓄电池
7-HK-182阀控密封式铅酸蓄电池说明
阀控密封式铅酸电池反应原理阀控密封式免维护铅酸蓄电池采用贫液式设计，采用 AGM 超细 玻璃纤维隔板，在正负极之间形成气体通道。 同时选用提高负极的析 氢过电位的合金铸造板栅，抑制充电过程中氢气的析出;正极产生的 氧气沿通道扩散到负极，与负极的活性铅反应生成氧化铅，氧化铅与 硫酸反应生成硫酸铅和水，使氧气重新化合成水，化学反应式是 放电过程 正极： PbO2+ 2e- + 4H+SO42-=PbSO4+2H2O (还原反应) 负极： Pb+SO42- + 2e-=PbSO4 (氧化反应) 总反应： Pb+PbO2+H2SO42 =2PbSO4+2H2O 充电过程 阴极： PbSO4 + 2e- = Pb + SO42-(还原反应) 阳极： PbSO4 - 2e- + 2H2O = PbO2 + 4H+ + SO42-(氧化反应 ) 总反应： 2PbSO4 + 2H2O = Pb + PbO2 + 2H2SO4电池的容量 1.电池在一定放电条件下所能输出的电量称为电池的容量，以符号“C”表示，常用的单位为安培•小时，简称安时
53110编辑于 2025-10-10 Science | 吡咯烷骨架的氮原子插入编辑：药物化学合成工具箱的突破性拓展
；（D）含四氢哒嗪及其氧化还原衍生物的天然产物或药物分子 核心发现：饱和吡咯烷的氮原子α-插入反应 陆红健团队报道了一种利用商业化的O-二苯基膦酰羟胺（DPPH）作为氮源，在温和条件下将吡咯烷类氮杂环直接转化为二氮杂环四氢哒嗪的方法 由于产物极性高且水溶性强，通过苯甲酰保护两步反应，以51%的总产率获得了保护态的四氢哒嗪（4c）。 对于α-取代吡咯烷，如带有二苯甲基或苯基的衍生物，反应能以良好产率生成相应的插入产物（5c和6c）。 β-取代吡咯烷由于取代基与反应位点的空间距离，通常生成 regioisomers混合物，但当引入吸电子基团如酰胺（9c）、Boc保护氨基（10b）或羟基（11b）时，区域选择性显著提高（高达7:1），倾向于在电子更缺的 下游衍生化反应 生成的四氢哒嗪可通过 redox反应进一步转化为其他重要的含氮杂环： • 还原反应：使用NaBH₃CN介导的还原或Pd催化的氢化反应，可将四氢哒嗪高效转化为完全饱和的哌嗪（1h、6g）和哌嗪酸衍生物 • 格列齐特的合成中，通过向商业化双环吡咯烷（3a）中直接插入氮原子，随后与对甲苯磺酰异氰酸酯（TsNCO）反应，得到含四氢吡嗪核心的格列齐特类似物（3c），引入还原步骤可进一步获得六氢吡嗪衍生物（3d
17410编辑于 2026-01-08- 来自专栏阴极保护
钛管阳极结构特性
涂层不仅提供优异的电催化活性（降低析氧、析氯过电位），还能保护钛基体免受腐蚀，延长使用寿命。 结构强度与空间适应性管状结构刚性高，抗冲击和抗变形能力优于钛带阳极，适合狭窄空间（如管道内部、反应器腔体）安装，也可通过串联 / 并联形成阵列，适应不同规模的设备需求。 高效散热与传质能力中空管腔可通入冷却水（应对高电流密度下的发热问题），或让电解液 / 反应气体从管内流过，增强传质效率（如电解时加速反应物扩散、产物分离）。 四、典型应用领域管道与设备防腐（阴极保护）· 作为外加电流阴极保护的辅助阳极，安装在输油 / 输气管道、化工反应管、冷凝器管道等内壁，通过释放电流抑制管道腐蚀。 · 电解制氢 / 制氧：作为电解槽阳极，提高水分解效率，管内通冷却水可维持稳定工作温度。
35510编辑于 2025-08-04 - 来自专栏自然语言处理
QVQ-72B-Preview：用智慧看世界
硫酸铵是(NH4)2SO4，焙烧过程中通入空气，应该是在高温下发生氧化反应。 高温混合气主要含氨气，可能是硫酸铵分解产生的。硫酸铵分解会生成氨气和硫酸氢铵，再分解生成氨气和水等。 首先，黄铜矿CuFeS₂和硫酸铵一起焙烧，通入空气，可能发生以下反应： 4CuFeS₂ + 2(NH4)2SO4 + 11O2 → 4CuSO4 + 2Fe2O3 + 4NH3 + 2H2O 这个反应是猜测的 ，可能不太准确，但大致意思是黄铜矿氧化生成铜盐、铁氧化物，硫酸铵分解生成氨气和硫酸氢铵，再分解生成氨气和水等。 首先，黄铜矿CuFeS₂和硫酸铵一起焙烧，通入空气，可能发生以下反应： 4CuFeS₂ + 2(NH4)2SO4 + 11O2 → 4CuSO4 + 2Fe2O3 + 4NH3 + 2H2O 这个反应可能不太准确 高温混合气主要含氨气，用硫酸吸收： NH3 + H2SO4 → NH4HSO4 生成硫酸氢铵，如果氨气过量，还会生成硫酸铵： NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4 所以，溶液A可能是硫酸氢铵和硫酸铵的混合物
81810编辑于 2024-12-26 - 来自专栏DrugOne
JACS | 多智能体驱动的机器人AI化学家实现按需自动化化学研究
，该机器人不仅能够自动表征样品的红外信息(图3.a)，制备六种氧化物并完成对应的粉末射线衍射表征(图3.b)，还自主合成了不同颜色的铅卤化物钙钛矿量子点(图3.c)；在“拓展&筛选”任务中，该机器人对反应温度和加热时间进行优化 ，制备了具有最优析氢反应(HER)效率的类石墨相氮化碳(g-C3N4) (图3.d)，同时通过对铋氧卤化物(BiOX)的筛选，确定了最优光降解催化剂(图3.e)；在“发现&优化”任务中，该机器人通过筛选和迭代优化 ，最终制备得到具有最高析氧反应(OER)效率的金属有机高熵催化剂(MO HEC) (图3.f)。 作者在新实验室环境中重新搭建了一套自动化平台，并在新环境中成功实现了芳香溴化物的光催化脱溴反应，以及使用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术手段对产物进行监测。
53600编辑于 2025-03-14 青岛科技大学ACS Catalysis：高温热冲击合成NbN负载CoCu合金实现高效硝酸盐电还原制氨
氨（NH₃）不仅是农业肥料与化工原料，也是一种潜在的无碳富氢燃料，其高效清洁合成对能源与环境具有重要意义。 然而，该反应涉及复杂的8电子/9质子转移过程，易发生副反应（如析氢反应HER）和中间产物累积，导致法拉第效率与反应动力学受限。 开发高活性、高稳定性的非贵金属催化剂，并阐明其活性位点与反应机制，是当前该领域的关键挑战。 原位光谱与理论计算进一步证实，Co与Cu双金属位点协同降低决速步能垒，界面周长处优化的电子结构显著提升反应动力学与选择性。 未来可探索更多载体-金属组合与界面结构调控策略，拓展该设计原则在其它多电子催化反应中的应用。
24010编辑于 2026-01-24- 来自专栏企鹅号快讯
人类的未来：儿童都能驾驶的汽车
新能源汽车包括有：混合动力汽车（HEV)、纯电动汽车（BEV)、燃料电动汽车(FCEV)、氢发动机汽车以及燃气汽车、醇醚汽车等等 混合动力类：混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle 燃料电池类：燃料电池电动汽车(Fuel Cell Electric Vehicle，FCEV)是利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下．在燃料电池中经电化学反应产生的电能作为主要动力源驱动的汽车。 一般来说，燃料电池是通过电化学反应将化学能转化为电能，电化学反应所需的还原剂一般采用氢气，氧化剂则采用氧气，因此最早开发的燃料电池电动汽车多是直接采用氢燃料，氢气的储存可采用液化氢、压缩氢气或金属氢化物储氢等形式 氢发动机类：氢发动机汽车是以氢发动机为动力源的汽车。一般发动机使用的燃料是柴油或汽油，氢发动机使用的燃料是气体氢。 氢发动机汽车是一种真正实现零排放的交通工具，排放出的是纯净水，其具有无污染、零排放、储量丰富等优势 新能源汽车 无人驾驶汽车：无人驾驶汽车是一种智能汽车，也可以称之为轮式机器人，依靠人工智能、视觉计算
89190发布于 2018-01-02 - 来自专栏企鹅号快讯
人类的未来：儿童都能驾驶的汽车
新能源汽车包括有：混合动力汽车（HEV)、纯电动汽车（BEV)、燃料电动汽车(FCEV)、氢发动机汽车以及燃气汽车、醇醚汽车等等 混合动力类：混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle 燃料电池类：燃料电池电动汽车(Fuel Cell Electric Vehicle，FCEV)是利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下．在燃料电池中经电化学反应产生的电能作为主要动力源驱动的汽车。 一般来说，燃料电池是通过电化学反应将化学能转化为电能，电化学反应所需的还原剂一般采用氢气，氧化剂则采用氧气，因此最早开发的燃料电池电动汽车多是直接采用氢燃料，氢气的储存可采用液化氢、压缩氢气或金属氢化物储氢等形式 氢发动机类：氢发动机汽车是以氢发动机为动力源的汽车。一般发动机使用的燃料是柴油或汽油，氢发动机使用的燃料是气体氢。 氢发动机汽车是一种真正实现零排放的交通工具，排放出的是纯净水，其具有无污染、零排放、储量丰富等优势 新能源汽车 无人驾驶汽车：无人驾驶汽车是一种智能汽车，也可以称之为轮式机器人，依靠人工智能、视觉计算
781100发布于 2018-01-25 - 来自专栏HyperAI超神经
AI 筛选电池材料，广州大学叶思宇院士开发可用于 P-SOC 材料预测的机器学习算法模型
据中汽协数据显示，2023年 1-11 月，新能源汽车在我国的市场占有率已达到 30.8%，这背后带来的是锂电池行业的持续繁荣。 随着 Ni 的出现，ΔE（水合焓）的下降表明 Ni 有利于 LCN91 中的水化反应，因为 ΔE 越小，水化反应越容易进行。 综上所述，LCN91 更有利于水化反应，这与机器学习模型预测的结果一致，其中 LCN91 的 PAA 高于 LCN82。同时，LCN91 氧化物具有更好的催化活性。 国际氢能委员会指出，预计到 2030 年，绿氢需求将增长到 7500 万吨。在未来 10 年内，全球对可再生低碳氢能的需求将增长 50%。 得益于传统能源企业和氢能燃料电池的「联谊」，氢能燃料电池的发展将不再局限于纯粹的燃料电池汽车，最终将与整个能源体系息息相关。
50710编辑于 2024-01-23 - 来自专栏纳米药物前沿
唐本忠Mater Horiz：光活化二氢生物碱具有高时空分辨率，可用于癌细胞成像和化学疗法
然而，常规的可光活化的化学治疗剂通常需要通过合成修饰具有额外的光反应性基团的化学治疗剂，这会导致不良的有毒副产物并严重限制了它们的应用。 本文提出了一种基于光氧化脱氢反应的光活化治疗药物的新策略，该策略仅与水作为副产物缔合。 为了解决这一挑战，作者在本文中提出了一种基于光氧化脱氢反应的光活化策略，该反应以二氢生物碱为底物，可以高时空分辨率激活抗癌活性并避免产生有毒副产物。 以DHCHE和DHSAN的二氢苯并[c]菲啶生物碱为例证明了该策略，通过在光照射下快速转化为CHE和SAN，可以实现癌细胞的选择性成像和杀伤。 因此，可光活化的二氢生物碱可以作为AIE活性治疗药物，用于精确的癌症治疗。
36720发布于 2021-02-04 - 来自专栏测试GO材料测试
原位电化学阻抗谱（EIS）技术在锌离子水系电池领域的应用-测试GO
技术在锌离子水系电池领域的应用原位电化学阻抗谱（EIS）技术在锌离子水系电池领域中被广泛应用，主要用于研究电池运行过程中的电极/电解质界面动态变化、锌枝晶的形成、固体电解质界面（SEI）的演变以及电化学反应动力学等 EIS技术可以帮助理解锂离子电池的反应机理、检测动力学/传输参数以及探索退化效应。锌离子水系电池中锌负极的研究锌离子水系电池（AZIBs）因其高安全性、低成本和环境友好等优点而备受关注。 然而，锌负极在实际应用中面临锌枝晶生长、析氢反应和腐蚀等问题，这些问题会导致电池循环寿命降低。锌枝晶的形成与抑制： 锌枝晶的形成是导致锌负极失效的主要原因之一。 引入乙酰磺胺酸作为电解质添加剂，可以形成富含有机阴离子的界面，从而抑制锌枝晶的生长和副反应。SEI膜的形成与优化： 固体电解质界面（SEI）膜的形成对锌负极的稳定性至关重要。
81400编辑于 2025-08-14 - 来自专栏量子位
英雄联盟S11直播延迟30秒，这次网友反应有点不太一样
你没听错，这发生在英雄联盟S11这种全球赛事上，而且，延迟高达30秒。 要知道S11观众量可是千万级别，去年决赛最高同时观看人数就多达4595万人； 像这种顶尖赛事，保证音、画质的低延迟本就应该是各大平台的“基本操作”，哪怕一点额外的延迟都是绝对不能忍的。 拿前几天Dota2直播举例，延迟15分钟，网友们那可是群情激愤…… 而这回，S11直播，一个官方频道延迟高达几十秒—— 这似乎是大型直播事故了吧？ BUT，对于无障碍来说，赛事直播还会出现新的挑战： 由于听障人士无法快速建立视听之间的联系，错字词需要更多反应时间，字幕的准确性要更高；此外，转录的字句需要有一定视觉流畅性；最后，赛事直播的延迟也不能太高 在某些需要QTE（快速反应）的游戏中，玩家可以修改手柄按键功能，将反复点按换成长按不放，也能达到连续按键效果。
1.8K10发布于 2021-10-20
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