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作者:席翔;赵子杰;王琳;宋子健;储洪强;蒋林华;冉千平;
单位:河海大学土木与交通学院;江苏省建筑科学研究院有限公司,高性能土木工程材料国家重点实验室;东南大学信息科学与工程学院;东南大学材料科学与工程学院;
摘要:“双碳”背景下,利用水泥基电池和超级电容器作为新能源电力系统的储能装置,有利于平衡新能源供需波动。但目前对二者的研究尚处于起步阶段,对储能机理和储能结构设计的认识仍存在不足。本文综述了水泥基电池和超级电容器的研究现状,包括储能机理、主要组成部分、储能性能的影响因素、储能结构的设计等。研究表明:水泥基电池储能依靠氧化还原反应产生的电荷在阳极–阴极–电解质之间定向移动;而水泥基超级电容器则依靠“双电层”电容效应和/或赝电容效应;在水泥基电池和超级电容器的设计中,在电极材料中通过添加导电材料提高电子电导率,在电解质中通过添加可溶性盐和导电高分子提高离子电导率;水泥基材料制备过程中的水胶比、碱激发胶凝材料制备过程中的模数均会影响水泥基电池和超级电容器的储能性能;减水剂对储能性能的影响尚不明确。最后针对今后需要深入开展的相关研究提出建议。
关键词:水泥基材料;储能;电池;超级电容器;电导率
基金资助:国家自然科学基金(52079048); 江苏省自然科学基金青年项目(BK20230963)