栏目文章

Select

1. 退役晶硅光伏组件回收研究进展

郭月月胡玉龙刘艺安赵蕾冉松林金星

过程工程学报 2026, 26 (2): 109-124. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225170

摘要（188）

HTML （3）

PDF （6946KB）（77）

随着全球能源结构向可再生能源加速转型，光伏组件装机量激增导致退役晶硅组件的环境治理压力日益凸显。本文系统论述了退役晶硅光伏组件的资源化回收技术体系及政策路径，重点聚焦有价金属的高效回收与循环经济模式构建。通过分析机械处理、热处理及化学处理三类主流技术的能效特征，揭示了其技术经济性边界：机械处理(如高压脉冲破碎技术)可实现金属定向富集，但受限于材料解离效率；热处理(400~600℃)虽能实现高纯度材料回收(玻璃纯度>98.5%)，却面临能耗高与含氟废气治理难题；化学处理(如甲苯溶剂体系)在硅片回收纯度(>99%)方面优势显著，但存在二次污染风险与成本问题。此外，本工作还对退役晶硅光伏组件中的有价金属回收技术进行了分析，指出回收退役晶硅光伏组件的研究前景和所面临的挑战。

相关文章 | 多维度评价

Select

2. 二维材料优化水系锌离子电池锌负极的研究进展

李富宇张笑盈李永佳

过程工程学报 2026, 26 (2): 125-138. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225192

摘要（21）

HTML （1）

PDF （6094KB）（5）

水系锌离子电池(AZIBs)因其高安全性、低成本、环境友好且具有较高的能量密度，是大规模储能的理想选择。但锌负极在循环过程中易出现枝晶生长、腐蚀及析氢反应，严重影响电池寿命并限制其实际应用。针对这些问题，基于二维(2D)材料的锌负极改性策略受到广泛关注。二维材料具备原子级厚度、大比表面积和优异的机械性能，被视为极具潜力的负极材料。本文结合AZIBs的基本工作原理与最新研究进展，系统综述了石墨烯、二维金属碳化物/氮化物(MXene)等典型二维材料在锌负极中的应用进展，重点介绍了通过保护层构建、基底材料设计、电解质添加及隔膜改性等途径实现高可逆性锌负极的策略，并对二维材料在锌负极领域的发展前景进行了展望。

相关文章 | 多维度评价

Select

3. 过渡金属基催化剂应用于海水电解的研究进展

严茜陈炳旭胡中慧李思达喻嘉王元庆

过程工程学报 2025, 25 (11): 1113-1129. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225067

摘要（206）

HTML （7）

PDF （4515KB）（102）

在可持续能源技术研究中，电解水制氢被认为是电化学能源转化的关键技术之一，其技术突破对实现“双碳”目标具有重要意义。电解水过程包括两个半反应：析氢反应(HER)与析氧反应(OER)。相比于HER，OER涉及四电子转移过程(4OH-→O2+2H2O+4e-)，具有较高的反应能垒，其缓慢的动力学导致了电解水的整体效率降低，因此成为研究的重点。近年来，研究人员逐渐将目光转移至海水电解的技术开发，因为相较于有限的淡水资源，海水储量丰富，约占地球总水量的96.5%，这使得海水电解在未来具有广阔的应用前景。然而，直接海水电解面临着多重技术挑战：高浓度氯离子导致的氯离子氧化竞争反应不仅会降低海水电解的效率，还会导致电极和催化剂的腐蚀；电极表面产生的气泡会覆盖活性位点并增加界面阻抗；海水中的Mg2+, Ca2+等离子会在电极表面形成沉淀，堵塞活性位点。这些问题会导致催化剂在海水电解中的活性、选择性和稳定性受限。本文综述了海水电解阳极催化剂所面临的关键挑战，并重点总结了近年来针对过渡金属基催化剂的多种设计策略，包括组分调控、几何结构优化、选择性透过层设计、复合材料设计等。最后，探讨了未来实现高活性、高选择性及优异稳定性的过渡金属基催化剂的发展方向，应该将理论计算与实验相结合，借助原位表征技术与人工智能技术，深入探究过渡金属基催化剂中活性位点的演化机制，为设计更高效的催化剂提供理论依据。

相关文章 | 多维度评价

Select

4. 耐氧一氧化碳脱氢酶研究进展

张智文王国胜彭小伟

过程工程学报 2025, 25 (10): 995-1007. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224389

摘要（142）

HTML （6）

PDF （3247KB）（31）

耐氧一氧化碳脱氢酶(Carbon Monoxide Dehydrogenases, CODHs)包括好氧一氧化碳(CO)代谢菌中的CODHs及厌氧CO代谢菌中经改造后具备耐氧能力的CODHs。好氧CO代谢菌中的CODHs含有钼(Mo)和铜(Cu)金属辅助因子，缩写为Mo/Cu-CODHs。该酶可专一性催化CO氧化为二氧化碳(CO2)，同时产生2个质子(H+)和2个电子(e-)，且对O2不敏感。厌氧CO代谢菌中的CODHs含有镍(Ni)和铁(Fe)金属辅助因子，缩写为Ni/Fe-CODHs。大多数Ni/Fe-CODHs对O2敏感，虽有少数种类可轻微耐受O2，但其酶活较对O2敏感的Ni/Fe-CODHs更低。通过工程手段可提高高酶活Ni/Fe-CODHs的耐氧性，使其成为耐氧CODHs。耐氧CODHs不受环境O2浓度限制，在生物制造和电化学领域展现出重要的应用价值。本工作首先综述了Mo/Cu-CODHs的结构、功能及催化机制。Mo/Cu-CODHs由3个亚基(coxL, coxS, coxM)组成，CO氧化反应主要发生在L亚基的活性位点上。目前，该酶催化CO氧化机制已基本明确：CO首先与Cu相结合，随后受到Mo=O的O配体亲核攻击，进而形成五元环中间体，再通过硫代碳酸酯等一系列中间体的转化，最终释放CO2完成催化循环。此外，本工作还介绍了影响Ni/Fe-CODHs耐氧性的因素及提高耐氧性的改造方法，总结了耐氧CODHs异源表达与纯化的研究进展，梳理了该酶在生物转化合成化学品及体外催化应用方面的进展，并对其未来发展趋势进行了展望，为耐氧CODHs的进一步研究与开发提供参考。

相关文章 | 多维度评价

Select

5. 混合基质膜在膜法碳捕集技术中的应用分析

秦宇海玉琰熊日华

过程工程学报 2025, 25 (10): 1008-1020. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224358

摘要（238）

HTML （3）

PDF （2481KB）（57）

在“双碳”战略背景下，碳捕集、利用与封存(Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS)技术的重要性日益凸显。作为CCUS技术中的关键环节，CO2分离已成为当前的研究热点。在众多分离法中，膜分离技术凭借低能耗、可连续操作的优势脱颖而出。本工作全面综述了国内外各类CO2分离膜在膜法碳捕集领域的研究现状，重点介绍了混合基质膜的CO2气体渗透分离性能及制备方法的优化。目前，绝大多数混合基质膜的CO2渗透速率介于0~1000 Barrer之间，CO2/N2的分离系数在20~120范围内。研究表明，通过使用修饰改性的晶态多孔填料或直接使用非晶态多孔填料，可有效提升聚合物基底与多孔填料的兼容性，是优化混合基质膜制备方法的可行途径。从后续工业应用的实际需求出发，本工作剖析了不同CO2分离膜组件的优势与不足，明确螺旋卷式是当前最适用于膜法碳捕集领域的组件形式。混合基质膜具备优异的机械与热稳定性、杰出的抗塑化能力及卓越的CO2渗透分离性能，因此在利用螺旋卷式膜组件实现膜法碳捕集应用中展现最大潜力。此外，在添加吹扫气等合适的捕集工艺条件下，基于当前混合基质膜的性能，CO2捕集成本可控制在23 USD/t CO2以内。充分证明了混合基质膜在膜法碳捕集技术中应用的可行性，本工作旨在为CO2膜分离在CCUS技术中的广泛应用提供有力指导。

相关文章 | 多维度评价

Select

6. 移动床气固分离技术研究进展

吕涵卢春喜范怡平陈莹秦康吴昊

过程工程学报 2025, 25 (8): 761-774. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225011

摘要（148）

HTML （17）

PDF （4569KB）（101）

发展高效气体净化技术，不仅有利于空气质量改善，还有助于实现节能降碳目标，同时对后续工艺单元起到保护作用。随着企业对节能工作的重视程度日益加深，在烟气净化技术的选择上，能耗偏高且可能带来二次污染的湿法烟气净化逐渐面临挑战，而更为节能环保的干法烟气净化技术则亟待发展。移动床过滤器凭借其在高温气体净化中展现出的高效率和低能耗特点，被认为是烟气干法净化的关键技术之一。本工作对移动床过滤技术在高温气体净化领域的应用的研究进展与工程实践进行了全面综述。首先，分类介绍了移动床过滤器的基本结构及其相适应的应用场景；其次，深入且细致地分析了不同类型移动床过滤器的过滤机制和特点，包括顺流式、逆流式、错流式及组合式等移动床过滤器。再次，对移动床过滤器在工业应用中的实践价值进行了探讨，结合实际工业场景，阐述了其带来的经济效益和环境效益；最后，针对未来的研究方向和应用前景进行了展望，为该技术的进一步发展提供了思路和方向。

相关文章 | 多维度评价

Select

7. 磺化炭的制备及其应用研究进展

蒋郑峰王若欣高飞周志茂史权于海濛李应文周华雄何晨

过程工程学报 2025, 25 (8): 775-791. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225036

摘要（220）

HTML （12）

PDF （2362KB）（80）

以生物质或无定形炭材料为原料，通过磺化剂进行原位磺化或接枝磺化处理，可制得富含磺酸基(-SO3H)、羧基(-COOH)和羟基(-OH)基团的磺化炭。凭借独特的表面结构，磺化炭在催化、储能、环境等领域展现出巨大的应用潜力。本工作全面总结了磺化炭在生产原料、制备工艺、反应机理以及物理化学特征等方面的研究进展，系统阐述了现阶段磺化炭在固体酸催化剂、储能材料、吸附剂、土壤改良和炭基肥等多个领域的应用现状，并明确指出了其应用过程中面临的问题与挑战。随着磺化炭制备技术的不断改进，炭材料在稳定性、选择性和广泛适用性等方面的性能仍需进一步挖掘。作为一种极具潜力的新型碳材料，磺化炭有望在更多领域实现规模化应用。

相关文章 | 多维度评价

Select

8. 相变储热材料在光热转换领域的研究进展

西北航胡昊张皓寒杨梦旋周宇王宏宇俞海云

过程工程学报 2025, 25 (8): 792-803. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224344

摘要（169）

HTML （12）

PDF （4295KB）（69）

光热转换是指通过反射、吸收等方式将太阳光能转换为热能，从而被人类加以利用，是目前人类利用太阳能的主要方法之一。相变储热材料通过可逆相变实现热量的储存与释放，具有储热密度高、储放热过程恒温等优点。将相变储热材料与光热转换技术结合，不仅能有效储存光热转换得到的热能，还能控制储放热温度，为热能的精准高效利用提供便利，因此成为光热转换技术的理想匹配材料。本工作根据化学组成的差异，对当前光热转换领域中应用的相变储热材料进行分类介绍，包括光热转换相变储热材料的应用机制和应用领域，最后总结了当前光热转换相变材料存在的问题，并对新型光热转换相变材料的未来研究方向进行了展望。

相关文章 | 多维度评价

Select

9. 废旧过渡金属锂离子电池焙烧-优先提锂进展

郝娟葛竺艳王海锋赵若希王佳炜马小雪张浩谢卫宁何亚群

过程工程学报 2025, 25 (8): 804-819. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224345

摘要（167）

HTML （13）

PDF （10919KB）（88）

随着电动汽车、储能等产业的快速发展，锂离子电池(Lithium-ion Batteries, LIBs)需求量保持快速增长。与此同时，废旧LIBs产量急剧增加，其清洁高效循环利用成为国内外迫切需要解决的重大问题。LIBs按正极材料主要分为LiCoO2 (LCO), Li(NiCoMn)O2 (NCM), LiMn2O4 (LMO), Li(NiCoAl)O2 (NCA), LiFePO4 (LFP)以及富锂锰基氧化物(LLO)。针对废旧过渡金属LIBs，焙烧-优先提锂工艺由于浸出阶段可将锂优先回收，避免了多步分离造成的锂损失，减少了浸出阶段酸碱和其他试剂的使用，同时将高价态过渡金属还原，为其酸浸做好准备，成为废旧过渡金属LIBs回收的关键技术。为了改善焙烧效果、提高水浸提锂和过渡金属元素浸出率，国内外学者尝试采用各种添加剂进行焙烧，开发了各具特色的焙烧工艺。本综述总结了现有处理工艺的优势与不足，展望了废旧LIBs资源化技术的发展方向，可为废旧LIBs绿色低碳资源化循环利用提供一定参考。

相关文章 | 多维度评价

Select

10. 核能领域含氚水净化技术研究现状与应用前景

徐琰吴孟涵姜百华武毓勇于湉湉

过程工程学报 2025, 25 (7): 645-657. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225158

摘要（398）

HTML （21）

PDF （3093KB）（130）

在全球核能复兴及绿色发展浪潮下，氚排放问题备受关注。降低氚排放是提升核能环境和公众友好度的重要措施。然而，目前尚缺乏从核能应用视角对氚净化技术的全面客观分析，且关于含氚水净化工艺的整体技术路线和流程仍不清晰。此外，该领域发展迅速，现有文献综述亟待更新。本文首先概述了核能领域高氚水的产生场景、特征及法规，指出核电、后处理及未来聚变领域对氚净化技术的需求迫切，尤其是内陆核设施对氚净化的要求更高，典型待处理含氚水活度浓度范围为107~1012 Bq/L。其次，本文对水精馏(Water Distillation, WD)、联合电解催化交换(Combined Electrolysis and Catalytic Exchange, CECE)和液相催化交换(Liquid Phase Catalytic Exchange, LPCE)三种主流的含氚水净化技术的最新研究进展进行了综述，指出氚净化机理与关键物性参数的发掘和建立、高效氢-水同位素交换催化剂的工业化制备和电解系统的适应性改造是当前研究的重点和难点。在此基础上，本文从核能应用视角出发，在当前技术成熟度条件下总结了四种可行的氚净化技术路线：“WD+贮存/电解+低温精馏(CD)”路线、“CECE+贮存/CD”路线、“WD+CECE+贮存/CD”路线、“LPCE+CD”路线，并对其处理能力、适用条件、优缺点进行了综合分析，旨在为含氚水净化技术和工程建设提供参考。

相关文章 | 多维度评价

Select

11. 电动汽车直冷电池热管理技术研究进展

朱喜娇严华夏

过程工程学报 2025, 25 (6): 533-543. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224250

摘要（321）

HTML （40）

PDF （802KB）（153）

随着全球能源危机和环境污染问题的持续加剧，电动汽车因其高能效、低排放等显著优势，成为未来动力汽车的发展趋势。然而，电池生热现象制约着电动汽车的使用性能，因此，深入探究电池生热成因并采取应对策略，对提高电池使用性能与安全性至关重要。本工作首先介绍了电池生热成因，鉴于电池生热对其循环寿命、能量效率及安全性能的直接制约，亟需研发针对性的热管理技术予以应对。直冷电池热管理技术利用制冷剂蒸发吸热原理，可实现高效冷却效率，相较于传统液冷和风冷系统，直冷系统具有结构更紧凑、响应速度更快的显著特征。通过梳理近期相关文献，本工作综述了直冷系统在结构设计、冷板设计及系统参数的优化等方面的研究进展。研究表明，通过合理配置冷媒属性、精准调节系统参数及优化冷板布置，可显著改善高倍率充放电工况下的电池温度均匀性，进而延长电池使用寿命并保障其安全可靠运行。未来研究可聚焦直冷电池热管理系统的结构和参数优化，以及高效环保的新型冷媒的开发。

相关文章 | 多维度评价

Select

12. 合金元素对RE₂Fe₁₄B (RE=Nd, Pr)基纳米复合永磁体的影响

霍传友张电宝卜晓宇钱二宝张振牛敬涵姜胜男李海玲

过程工程学报 2025, 25 (3): 221-232. DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224121

摘要（257）

HTML （21）

PDF （1330KB）（65）

纳米复合磁体因其潜在的高磁能积成为颇具发展前途的下一代永磁材料。高磁性能的实现依赖于对微观结构的精确控制，包括软硬磁相的晶粒尺寸及分布、软磁相的含量、硬磁相的取向、界面的结构和化学成分等。目前主要通过调整合金成分和制备工艺来控制纳米复合磁体的微观结构。通过添加合金元素不仅可以改善纳米复合永磁体的微观结构，还可以改变磁体中主相的内禀磁参数，是提高磁体磁性能的常用手段。本工作总结和评述了合金元素在RE2Fe14B (RE=Nd, Pr)基纳米复合永磁材料的微观结构控制方面的作用。稀土元素(La, Ce, Pr, Dy, Tb等)加入取代了Nd原子，改变了Nd2Fe14B相的内禀磁参数；Co, Cr, Ni和Mn等元素可以进入α-Fe和RE2Fe14B晶格并置换Fe的点位，同时改变软、硬磁相的内禀磁参量，从而改变磁体的磁性能。Nb, Ti, Zr等元素被证实可以进入主相Nd2Fe14B内，但更多的是富集在晶界处，起到增强畴壁钉扎和细化晶粒的作用；Sn和Ga等元素可以改善磁体的高温磁性能，提高磁体的热稳定性。通过添加合金元素调控合金成分是控制纳米复合磁体微观结构的有效途径，但合金元素的含量需要控制在一定范围内，过量添加会恶化磁体的磁性能。

相关文章 | 多维度评价

栏目文章信息