学术背景 光合微生物能够通过将太阳能转化为化学能，直接将二氧化碳（CO₂）转化为高附加值的长链化学品，这为CO₂封存与可持续发展提供了极具前景的路径。然而，光合反应中产生的关键还原力——还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）——主要用于支持微生物在黑暗环境中的生存，而非用于生物合成。这一限制严重制约了光合微生物在实际应用中的潜力。为了解决这一问题，研究者们提出了一种太阳能解耦的生物混合策略，通过将持久性光催化剂与光合微生物结合，实现光反应与暗反应的解耦，从而在无光照条件下持续利用CO₂并进行长链化学品的生物合成。 论文来源 这篇论文由Na Chen、Jing Xi、Tianpei He等作者共同撰写，来自武汉大学人民医院、湖南大学、上海交通大学等机构。论文于2025年4月10日发表在C...

学术背景 硼氢化物燃料电池（Direct Borohydride Fuel Cells, DBFCs）作为一种潜在的碳中性能源，因其使用硼氢化钠（NaBH4）作为阳极燃料而备受关注。NaBH4具有便携、无毒、水溶性和环境稳定性等优点，使得DBFCs在理论上能够提供高达1.64 V的电压和9.3 kWh/kg的能量密度。然而，传统的DBFCs在实际应用中面临两大挑战：阴极氧还原反应（ORR）的动力学缓慢，以及阳极硼氢化物氧化反应（BOR）的选择性低，导致其输出功率密度和效率难以满足工业应用的需求。 为了解决这些问题，研究者们提出了一种新型的硼氢化物燃料电池（BHFC），通过用酸性氢析出反应（HER）替代传统的ORR，以实现高效的电力生成和并发的氢气生产。该研究通过界面工程和局部环境调控策略，设...

学术背景 在太阳能转化领域，分子催化剂因其高活性和结构可调性而备受关注。然而，大多数分子催化剂在均相条件下操作，不利于大规模和可回收利用。因此，将分子催化剂固定在固体载体上成为更具实际应用前景的研究方向。另一方面，窄带隙无机半导体作为稳定的可见光吸收材料，在光电催化（PEC）中表现出显著的耐久性。将分子催化剂固定在光吸收半导体上，被认为是实现太阳能转化（如水分解和二氧化碳还原）的有前途的方法，因为它结合了分子催化剂和半导体光吸收材料的优点。 然而，现有的策略在催化剂与半导体之间的电荷转移效率上往往表现不佳，导致催化活性不理想。因此，开发新的策略来构建高效的混合光电极成为当前研究的重点。本文提出了一种基于主客体相互作用的混合光阳极制备策略，通过将磷酰化环糊精（p-CD）固定在钨氧化物（WO₃）...

学术背景 随着全球人口的持续增长，预计到2050年世界人口将达到100亿，特别是在发展中国家，粮食需求将大幅增加。印度作为世界上人口最多的国家，需要将农作物产量提高50%以满足食品、燃料和其他物品的需求。然而，农民面临着资源有限和专业知识不足的挑战，如何在有限的条件下提高农作物产量成为了一个亟待解决的问题。传统肥料的使用虽然在一定程度上提高了产量，但也带来了过度施肥、环境污染和资源浪费等问题。因此，开发新型高效肥料成为了农业研究的重要方向。 与此同时，能源存储技术也在快速发展，超级电容器作为一种高效的储能设备，因其高功率密度和长循环寿命而备受关注。然而，传统电极材料的性能仍有待提升。纳米材料因其独特的物理化学性质，在农业和能源存储领域展现出巨大的应用潜力。锌铁氧体（ZnFe₂O₄）作为一种尖...

学术背景 随着全球能源结构向可再生能源转型，分散式能源存储（decentralized energy storage）的重要性日益凸显。与传统的集中式能源存储系统不同，分散式能源存储将能源生产和存储过程本地化，减少了大规模系统故障的风险，并提高了能源供应的连续性和灵活性。然而，分散式能源存储项目的复杂性和资源有限性使得企业难以确定战略优先级，这可能导致投资失败或效率低下。 为了解决这一问题，作者们提出了一种基于人工智能（AI）驱动的决策模型，旨在为分散式能源存储投资提供有效的战略指导。该研究不仅关注如何优化投资决策，还通过引入信息增益（information gain）和大规模专家选择技术，提高了决策的一致性和效率。 论文来源 这篇论文由Gang Kou、Hasan Dinçer、Edanu...

学术背景 随着全球气候变化的加剧和空气污染问题的日益严重，减少交通运输领域的碳排放和污染物排放成为各国政府和研究机构的关注重点。重型卡车（Class 8）作为美国货运的主要工具，贡献了大量的柴油尾气排放，尤其是细颗粒物（PM2.5）和氮氧化物（NOx）。这些排放不仅加剧了气候变化，还对公众健康，尤其是弱势社区和少数族裔群体，造成了不成比例的影响。尽管电气化被视为减少卡车尾气排放的有效手段，但其对电网的依赖可能导致电力生产设施的污染物排放增加，从而可能转移污染负担。因此，评估卡车电气化对空气污染差异的影响，尤其是对弱势社区和少数族裔群体的影响，具有重要的现实意义。 美国《通货膨胀削减法案》（Inflation Reduction Act, IRA）旨在通过投资清洁能源和电网脱碳来推动公平的能源...

随着全球对能源效率和环境可持续性的关注日益增加，发光二极管（LED）技术已成为照明和显示领域的主流选择。然而，尽管传统LED技术在能效和性能上取得了显著进步，但其制造过程中对稀有材料的依赖以及对环境的影响仍然是一个不可忽视的问题。近年来，钙钛矿发光二极管（PeLEDs）因其轻量化设计、灵活性和宽色域等优势，逐渐成为下一代照明和显示技术的热门候选。然而，尽管PeLEDs在技术上取得了快速进展，其环境和经济影响的全面评估仍然缺乏，这对其未来的商业化至关重要。 本研究旨在从生命周期角度评估18种代表性PeLEDs的环境和经济性能，以确定可持续PeLEDs发展的有效工业技术路径。研究不仅关注技术性能，还深入分析了PeLEDs在整个生命周期中的环境影响，特别是铅（Pb）在PeLEDs中的毒性贡献，并提...

学术背景 随着全球能源需求的不断增长，能源存储技术（Energy Storage Technology, EST）在缓解环境影响和减少碳足迹方面扮演着至关重要的角色。EST不仅是可再生能源的重要组成部分，也是全球能源结构脱碳的关键。然而，选择合适的EST涉及多个可持续性方面的考量，这使得决策过程变得复杂且充满不确定性。传统的决策方法在处理这种多准则、不确定性和不一致性的问题时往往显得力不从心。 为了解决这一问题，作者提出了一种基于单值中智集（Single-Valued Neutrosophic Set, SVNS）的混合多准则群体决策（Multi-Criteria Group Decision-Making, MCGDM）方法。SVNS作为模糊集的一种扩展，能够更好地处理现实决策中的不确定、...

多区域互联电力系统在拒绝服务攻击下的稳定性分析 学术背景 随着现代社会对电力需求的不断增加，电力系统的稳定性和安全性成为了至关重要的问题。为了满足电力需求，多个发电区域通过互联的方式形成了一个整体系统，以确保即使某个区域发生故障，其他区域仍能继续供电。然而，随着电力系统的复杂化和网络化，网络攻击（尤其是拒绝服务攻击，Denial of Service, DoS）对电力系统的威胁日益增加。DoS攻击通过阻断通信通道，可能导致系统不稳定甚至崩溃。因此，研究多区域互联电力系统（Multi-Area Interconnected Power System, MAIPS）在DoS攻击下的稳定性，具有重要的理论和实际意义。 本文的研究正是基于这一背景，旨在探讨如何在DoS攻击下保持MAIPS的稳定性，并...

学术背景 随着便携式电子设备和电动汽车的快速发展，高性能储能技术的需求日益增长。锂离子电池（LIBs）作为当前主流的储能技术，其能量密度和安全性仍面临挑战。特别是在使用液态有机电解质时，锂枝晶的生长和电解质的易燃性带来了严重的安全隐患。为了解决这些问题，固态电池（SSBs）应运而生。固态电池使用固态电解质（SSEs）替代液态电解质，具有更高的安全性和潜在的能量密度提升。然而，传统的固态电解质在离子导电性和机械性能方面存在不足，限制了其实际应用。 复合固态电解质（CSEs）通过将填料和盐分散在聚合物基体中，结合了聚合物和无机电解质的优点，成为固态电池领域的研究热点。然而，传统的CSEs仍然面临填料分布不均匀和团聚现象的问题，这可能会阻碍离子传输。纳米纤维（nanofibers, NFs）因其长...