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关键词： 掺氢天然气   内重整   稳定性   固体氧化物电堆  

摘要： 本文研究了掺氢天然气直接内重整平管型固体氧化物电池短堆的长期稳定性和衰减机理。通过约3000小时的实测实验，结果显示，电堆的总体衰减率为2.3%kh–1，电堆中三个金属连接板的面积比电阻分别增加了0.276Ω·cm2、0.254Ω·cm2和0.249Ω·cm2，但电堆中两个电池的电压反而分别增加了3.38 m V·kh–1和3.78 m V·kh–1。电堆衰减主要由金属连接件表层氧化及其与阴极集流层材料反应生成Sr Cr O4物质，两者共同作用增大了电池与金属连接体间的界面电阻所致。结果表明，以掺氢天然气为燃料直接内重整平管型固体氧化物燃料电池电堆具有良好的稳定性。本文工作为掺氢天然气在固体氧化物燃料电池堆中的直接内重整应用提供了理论参考与实验依据。

摘要： 2023年11月30日至12月12日,第28届联合国气候变化大会(COP-28)在迪拜举行。本次大会确立了“成功举办第28届缔约方会议的框架,以促进实施气候行动,并推动全球向低排放和气候适应型世界转型”。在本届联合国气候变化大会上,各国政府一致认为,为了落实《2030年可持续发展议程》及各国可持续发展目标,全球都需要加大应对气候变化的力度。本届联合国气候变化大会确立了应对气候变化的基本原则。一是更多资金支持;二是能源的高效利用;三是减少温室气体的排放,加快脱碳进程;四是预防极端天气和遏制生物多样性减少;五是利用有效碳汇保护雨林、海岸线和自然生态系统。地理空间信息在应对气候变化方面具有重要作用。

关键词： 气候变化   企业低碳转型   CiteSpace   知识图谱  

摘要： 低碳转型是企业在系统性气候风险下获得可持续发展潜力的重要手段。当前企业低碳转型的相关研究仍处于起步阶段，存在概念混用、研究焦点差异大和碎片化等问题。为系统厘清微观层面的低碳转型研究，对国内外相关文献进行量化分析，基于可视化结果揭示不同阶段的研究进展和核心议题。从多角度梳理已有文献对低碳转型的界定，并基于微观视角对企业低碳转型首次给出明确界定。根据减排要求和研究焦点变化，梳理企业低碳转型相关文献的发展脉络，探讨其在不同时期的发展趋势和演进特征。结合中国本土化企业低碳转型现状和需求，从理论探索和应用层面阐述未来研究展望，以期为企业低碳转型实践提供有益参考。

关键词： 阴离子交换膜燃料电池   氢气氧化反应   钌基催化剂   杂原子掺杂   金属氧化物复合  

摘要： 近年来由于反应环境相对温和、阴极可以使用非贵金属催化剂等特点,阴离子交换膜燃料电池（AEMFC）进入了人们的视野并得到广泛研究,并被认为是成本高昂的质子交换膜燃料电池（PEMFC）的有力替代者。但是碱性条件下AEMFC阳极侧氢气氧化反应（HOR）缓慢的动力学使得催化剂成本急剧增加,阻碍了AEMFC的商业化进程。因此开发低成本、高活性的阳极HOR催化剂是推动AEMFC发展的必要举措。本论文围绕Ru基催化剂,通过杂原子掺杂和金属氧化物复合两种策略开发了一系列高活性的HOR催化剂。本论文主要的两方面工作内容如下: （1）通过三乙二醇还原法制备了Ru/C催化剂,探究了温度和反应时间对催化剂活性的影响,找到了200℃反应5 h的最佳反应条件。在此基础上,合成了一系列B和N掺杂的Ru基催化剂,发现杂原子掺杂量与催化剂HOR活性呈现“火山型”关系。其中B-Ru-5/C和N-Ru-2/C具有最高的性能,超越和达到了商业Pt/C水平,其中比交换电流密度分别达到0.7 m A cm Ru-2和0.5 m A cm Ru-2,在50 m V处的质量活性分别达到4.1 A mg Ru-1和2.8 A mg Ru-1,在50 m V处的面积活性达到1.7 m A cm Ru-2和1.3m A cm Ru-2。研究发现杂原子掺杂不仅可以减小Ru纳米颗粒的尺寸,暴露更多的活性位点,还可以通过优化Ru的氢结合能和羟基结合能使其达到适中值,从而促进HOR反应的进行。使用B-Ru-5/C和N-Ru-2/C作为阳极催化剂构筑AEMFC器件,峰值功率密度分别达到1.60 W cm-2和1.50W cm-2,0.65 V下输出的电流密度分别达到1.21 A cm-2和0.91 A cm-2,分别超越和接近了采用商业Pt/C作为阳极催化剂的AEMFC。这表明杂原子掺杂可以有效提升Ru基催化剂的活性,有望降低阳极催化剂成本。 （2）通过浸渍退火法制备了铌氧化物复合的Ru基催化剂,探究了温度对铌氧化物存在形式和催化剂活性的影响。其中Ru/Nb2O5-C-600℃催化剂具有最高的HOR活性,其比交换电流密度为2.4 m A cm Ru-2,在50m V处的面积活性和质量活性为13.0 m A cm Ru-2和12.5 A mg Ru-1,分别达到了目前性能最佳的商业Pt Ru/C的1.6、3.2、3.5倍。研究发现高结晶度正交晶系Nb2O5有利于Ru的锚定和高度分散,同时可以优化Ru的氢结合能至更为合适的强度,这导致Ru/Nb2O5-C-600℃具有优异的HOR活性。采用Ru/Nb2O5-C-600℃作为阳极催化剂构筑AEMFC器件,在Ru载量仅为0.05 mg Ru cm-2的情况下,电池峰值功率密度达到1.40 W cm-2,0.65 V下输出的电流密度达到1.57 A cm-2,超过了使用商业Pt Ru/C为阳极催化剂的AEMFC。将金属氧化物范围扩大到第五副族元素,通过浸渍退火法制备了钒氧化物和钽氧化物复合的Ru基催化剂,均展现出良好的HOR活性。这表明氧化物复合是开发高性能HOR催化剂切实有效的新策略,有望推动AEMFC进一步发展。

关键词： 大气污染指数   空间相关性   核密度估计   时空地理加权回归   情景分析  

摘要： 伴随经济总量快速增长,大气污染、酸雨及气候变暖等全球范围的环境污染现象随之加剧。京津冀是中国“经济-环境”矛盾最严重的区域之一,大气污染问题严重。明确京津冀及其周边地区的空气质量的主要变化模式和空间集聚特征,探索区域空气质量变化趋势,对京津冀地区可持续协调发展具有重要意义。 本文首先梳理了京津冀地区的自然及社会经济概况,综合六种大气污染物运用熵值法构建了大气污染指数,运用核密度分析和层次分析法研究了空气质量变化趋势。发现京津冀地区人口密度大,机动车保有量高,总体能源依赖度显著下降;空气质量逐年向好,污染物主要为PM2.5、PM10、NO;大气污染物浓度（除O外）日间变化呈"双峰双谷"分布;O在夏季浓度最高,其余污染物浓度呈“S”型变化,冬季>秋季>春季>夏季;采暖期的污染物浓度显著高于非采暖期。 其次,对2013-2022年京津冀及其周边地区的大气污染指数和污染物浓度的时空变化及关联性进行分析,发现京津冀及其周边“2+26”个城市区域总体呈“中部重污染,北部和西南部轻污染”。重污染集中于重工业城市和高燃煤城市,同一地区的不同污染物的集聚情况有所差异。 然后,基于“五位一体”视角,从经济发展、社会文化和生态保护三个方向选取大气污染的影响因素,采用时空地理加权回归模型,结合Arc GIS空间分析,探究京津冀地区大气污染的社会因素的影响程度以及空间异质性,并划分典型污染类型和区域。并基于影响因素,运用情景预测分析,探寻未来十年京津冀地区不同情景中空气质量可能的发展走向。模拟结果显示:产业结构优化和提高绿化覆盖率对于空气污染有着显著抑制作用,科技创新力度对各市空气质量的影响效应不一。随着产业结构转型速度减慢,绿化建设达饱和,交通压力不断上升,在五年之后京津冀地区的空气质量可能会出现反弹。 最后,对政府及相关管理部门提出以下五点建议: （1）设立京津冀联防联控专门执行机构,重点监测重工业高污染城市,建立跨区域清洁能源交易机制,鼓励开展联合大气污染治理技术科研项目。 （2）加强道路建设规划和智能交通管理系统建设,引入灵活多样的限行措施,鼓励市民绿色出行。 （3）推广高效节能设备,健全排放监管制度,网格化开展环保宣传教育活动,鼓励居民参与环保行动。 （4）引导传统产业向高端制造业、现代服务业转型升级,推动产业结构向清洁、低碳方向发展。 （5）因地制宜地推行多能联动模式,施行政府补贴政策。严格控制重点区域采暖期的煤炭质量标准和消费总量,减少“散煤双代复燃”和“改而不用”现象。

关键词： 气候变化   气候韧性   全球粮食安全   农业食物系统  

摘要： 气候变化对全球粮食安全的威胁不容忽视。气候变化影响到粮食安全的所有维度，包括粮食生产、获取、利用与稳定性。不断变化的气温和降水改变植物生长的水热条件，损害植物体发育生理过程，干旱、洪涝、热浪、飓风等极端天气事件造成粮食产量的直接损失。粮食供给变化导致世界粮食市场价格波动，同时一些国家为保障国内粮食稳定供给与价格稳定而采取出口限制与农业支持政策，扰乱国际农产品贸易，加剧了依赖农产品进口国家的粮食安全问题。极端天气事件对交通、物流、能源、通信等基础设施的破坏，抑制供应链畅通、降低物流效率。粮食价格波动，以及气候变化带来的收入冲击，降低居民购买力，影响居民的食物需求与利用方式，导致减餐、少餐、跳餐，少食富含营养的食物，多食高脂肪、高糖、高盐的高能量食物来满足饥饿。气候变化对人们身心健康带来的压力，也进一步影响了人们对食物消费与营养摄入。病虫害活动加剧与运输受损，食品安全问题也愈发令人担忧。除此之外，气候变化带来诸多挑战，例如暴力活动、地区冲突、被迫迁移、危及脆弱性与气候韧性等，粮食系统的稳定性受到冲击，加剧全球粮食不安全状况。农业食物系统转型是应对气候危机的关键，通过促进与整合农业创新、发展气候智慧型农业、促进贸易开放、加强基础设施与社会保障体系建设，提高农业食物系统的气候韧性。同时，发挥气候金融作用、积极拓宽融资渠道，推动农食系统转型，保障全球粮食安全。

关键词： 微生物燃料电池   胞外电子转移   铁基纳米粒子改性碳布阳极   微波辅助合成方法  

摘要： 微生物燃料电池（Microbial fuel cells, MFCs）可将废水中的有机物直接转化为电能，提供了可持续电能的潜在解决方案。然而，MFCs在实际应用中存在细菌负载能力低、阳极与电化学活性生物膜之间的胞外电子传递（Extracellular electron transfer, EET）效率相对较差等不足。本研究采用绿色高效的微波辅助方法和高温退火工艺，成功制备了铁基纳米粒子改性碳布（Fe3C/Fe@CC），此复合材料具有较好的生物相容性和电催化活性，可作为MFCs的阳极材料。实验结果表明，基于Fe3C/Fe@CC复合材料的MFCs的功率密度高达2209 mW/m2，相比基于纯碳布阳极的MFCs（1933 mW/m2）提高了17%，这主要是因为Fe3C/Fe@CC能够有效提高微生物与电极之间的EET效率，增大电化学活性表面积，同时促进产电菌地杆菌（Geobacter）的富集。本研究采用微波辅助和高温退火方法快速制备了高导电复合阳极，为MFCs阳极的大规模制备提供了一种新方法。