Structural and chemical evolution in layered oxide cathodes of lithium-ion batteries revealed by synchrotron techniques

Rechargeable battery technologies have revolutionized electronics,transportation and grid energy storage.Many materials are being researched for battery applica...     

A new family of carbonaceous cathodes for rechargeable batteries through electronic structure tuning engineering

Electric vehicles(EVs)and grid storage for renewable energies will require batter-ies in tens of millions of tons,and thus they need to be sustainable.EVs call ...     

Application of neutron imaging in observing various states of matter inside lithium batteries

Lithium batteries have been essential technologies and become an integral part of our daily lives, powering a range of devices from phones to electric vehicles. To fully understand and optimize the performance of lithium batteries, it is necessary to investigate their internal states and processes through various characterization methods. Neutron imaging has been an indispensable complementary characterization technique to X-ray imaging or electron microscopy because of the unique interaction pr...     

Unprecedented and highly stable lithium storage capacity of (001) faceted nanosheet-constructed hierarchically porous TiO2/rGO hybrid architecture for high-performance Li-ion batteries

Active crystal facets can generate special properties for various applications. Herein, we report a (001) faceted nanosheet-constructed hierarchically porous TiO₂/rGO hybrid architecture with unprecedented and highly stable lithium storage performance. Density functional theory calculations show that the (001) faceted TiO₂ nanosheets enable enhanced reaction kinetics by reinforcing their contact with the electrolyte and shortening the path length of Li⁺ diffusion and insertion-extraction. The reduced graphene oxide (rGO) nanosheets in this TiO₂/rGO hybrid largely improve charge transport, while the porous hierarchy at different length scales favors continuous electrolyte permeation and accommodates volume change. This hierarchically porous TiO₂/rGO hybrid anode material demonstrates an excellent reversible capacity of 250 mAh g^–1 at 1 C (1 C = 335 mA g^–1) at a voltage window of 1.0–3.0 V. Even after 1000 cycles at 5 C and 500 cycles at 10 C, the anode retains exceptional and stable capacities of 176 and 160 mAh g^–1, respectively. Moreover, the formed Li₂Ti₂O₄ nanodots facilitate reversed Li⁺ insertion-extraction during the cycling process. The above results indicate the best performance of TiO₂-based materials as anodes for lithium-ion batteries reported in the literature.     

种质资源保护中的问题与挑战

本文对植物迁地保护,特别是种质资源保护的研究背景、科学问题、行动计划和保护策略进行了评述,重点讨论了种子库在保护植物多样性中面临的挑战和重要科学问题,特别是种子活力、种子寿命和超低温保存等问题。大量的实例和数据表明,种子库作为植物多样性保护的重要手段之一,其在资金投入、保存时间和保存效率方面远远高于就地保护和其它的迁地保护方法。     

专利拍卖在我国的发展机遇与挑战

与传统的双边谈判模式相比,专利拍卖具有覆盖面广、公平竞价等特点,能有效降低专利交易的时间和成本,目前已成为国际上专利交易的一种新模式,我国也已经出现专利拍卖的探索和实践。文章分析了专利拍卖在中国发展的机遇和趋势,研究了专利拍卖对于科研院所专利批量转移转化的重要意义和独有优势;同时讨论了专利拍卖在我国发展中存在的一些突出问题,并根据这些问题提出了有针对性的对策建议。     

冰冻圈微生物：机遇与挑战

近年来,冰冻圈微生物的研究受到广泛重视。冰冻圈的低温和严酷的生存条件,选择了具有独特适应性和多样性的微生物,这些微生物是地球生命系统和生物多样性的独特组分。冰冻圈微生物大多为冷适应微生物;其中,有许多新微生物类群,是极其重要的物种和基因资源。嗜冷微生物是揭示生物冷适应机制的模式生物,其细胞及细胞组分在低温生物工艺上显示出巨大的应用价值。冰冻圈中也封存着一些古老的未知致病性微生物。冰冻圈是地球上对气候变化最为敏感的圈层,地球的升温正加速冰冻圈的退化和消融,冰冻圈微生物赖以生存的生境正在消失,且伴随着微生物的释放。这些微生物的释放可能是人类面临的不可预知的威胁。因此,亟待开展冰冻圈微生物调查与研究,探讨其对全球变化的响应及其适应机制。     

基因编辑技术:进展与挑战

基因编辑是指对目标基因进行删除、替换、插入等操作,以获得新的功能或表型,甚至创造新的物种。作为生命科学发展迅速的重要研究领域,基因编辑技术的开发及应用使得生物体的遗传改造进入了前所未有的深度与广度,为解析特定基因的功能立下了汗马功劳。文章对当前基因编辑相关技术,及我国在基因编辑领域存在的挑战及机遇进行概述,以增进对该技术体系的整体认知,帮助更好地寻找该领域新的突破点。     

空间科学大数据的机遇与挑战

随着世界各国对空间科学的日渐重视和空间探测技术的蓬勃发展,空间科学大数据时代已经来临。文章从数据规模增长、数据管理理念演进、研究范式转变、大数据技术与工具发展、智能应用萌芽和研究生态系统建设等角度阐述了当前空间科学大数据发展的主要趋势,并结合未来发展需求与国家战略规划布局,剖析了空间科学大数据面临的具体挑战和发展机遇。文章提出应全面发力促进科学数据共享共用,扩大知识创新与科技产出,引领空间科学发展的新时代。     

数字时代图书馆管理的机遇与挑战

当今社会是一个数字化的时代,伴随着信息技术的不断发展,网络技术的高速普及,我国图书馆的管理进入了一个新的高速发展的时期。图书馆作为知识传播的一个重要的平台,在目前的管理过程中存在着诸多的不足,如何通过有效管理优化结构,积极利用信息化、网络化的发展解决自身存在的缺陷,将挑战转化为机遇将是本文研究的重点。     

我国产业创新的成就与挑战

中国制造正成为当前各界争论的热门话题。本文通过大量的数据分析指出，伴随着中国产业制造能力的提高，产业的国际竞争力也在提高，但产业的创新能力增长有限，存在着制造能力与技术能力的不对称现象。这种现象是中国的制度创新、外国直接投资的结果，它对中国未来经济科技战略的制订有着重要的启示意义。本文的结论是，中国应该把产业技术能力的提高作为未来十年的重要战略任务，以提高我国产业的综合国际竞争力。     

生物医学大数据发展的新挑战与趋势

生物医学数据从PB量级的组学时代进入到EB量级的多维度大数据时代,引发了生物医学研究向数据密集型的第四科学范式的深刻变革。如何将临床数据与研究数据进行高维度多层次的汇交共享,实现从"组学"到临床与健康人群数据的生物医学大数据的综合管理利用,从而使大数据迅速转化为新知识,成为生物医学大数据所面临的挑战。发展以递交为基础、以整合为导向的数据存储技术,以主题为基础、以交互为导向的数据共享技术,以及以传统信息技术为基础、以前沿信息技术为导向的数据分析挖掘技术,并同时开展标准质控相关研究,是生物医学大数据存储、共享和转化的新思路,也是构建新一代生物医学大数据研究中心的技术关键和未来趋势。     

Dynamics and control of the shape and size of a sitting drop-like meniscus, occurring in single-crystal growth

This paper concerns the following topics: dependence of shape and size of a static meniscus sitting like a drop on the controllable part of pressure difference across the free surface; stability of static menisci; procedure for creation of a stable static meniscus, appropriate for the growth of a rod with constant radius; temperature gradients and crystallization front displacement; equation for crystal dimension change rate; evolution of crystal radius and of the level of crystallization front; and control of cross-section during growth. This kind of problems appears in semiconductor single-crystal rod growth from a melt by edge-defined film-fed growth (EFG) technique. The novel case where the upper radius of the meniscus is larger than the shaper radius and the meniscus is sitting like a drop is analyzed. For some of the topics numerical illustrations are given. The obtained results can be useful in experiment planning and technology design of single-crystal rod growth by the EFG method. With this aim this study was undertaken.     

废电池的环境污染及防治

随着我国经济的高速发展和生活水平的迅速提高,各种类型电池的使用量和废弃量急剧增加。废电池是一种既具有一定资源化价值,又对生态环境和人体健康具有潜在威胁的、复杂的复合固体废物,其环境无害化管理和资源回收问题是国内外广泛关注的一个热点问题。但是,废电池种类很多,其对生态环境和人体健康的危害。以及再生利用的价值和可能性具有明显差别,     

知识创新的原理和路径

创新研究大致经历了创新理论的引入、技术与制度创新研究、创新系统与广义创新研究三个阶段。知识创新是创新的一种形式,是第三阶段的一个热门话题。知识创新是在世界上首次发现、发明、创造或应用某种新知识,引入知识要素和知识载体的一种新组合以及新组合的首次应用;它包括科学发现、技术发明、知识创造和新知识首次应用4种表现形态,它有6条基本路径。