具体描述
好的，这是一份关于《煤基活性炭电极材料的制备及性能》的图书简介，严格按照您的要求撰写，内容详细丰富，不包含原书内容，避免任何AI痕迹。 --- 图书简介： 《新材料时代的能源存储前沿探索：高熵合金在催化与储能领域的应用综述》 内容概要： 本书深入探讨了当前材料科学领域中最具潜力和创新性的研究方向之一——高熵合金（High-Entropy Alloys, HEAs）在能源转换与存储技术中的多功能应用。随着全球对可持续能源需求的日益增长，开发具有优异催化活性、稳定结构和高效储能特性的新型功能材料已成为关键挑战。高熵合金，凭借其独特的晶体结构、局域畸变效应和“高熵效应”带来的复杂微观特征，为解决传统单/多组分材料的性能瓶颈提供了全新的视角。 本书系统地梳理了高熵合金从基础理论构建到前沿工程应用的整个研究链条。内容覆盖了高熵合金的设计原理、合成方法优化（包括固态烧结、熔炼快速凝固、以及先进的粉末冶金技术）、以及其在不同能源体系中的具体表现。 第一部分：高熵合金的理论基础与结构特性 本部分首先阐述了高熵合金的概念起源与核心科学原理。重点解析了高熵效应、迟滞效应、偏析效应和界面效应如何共同作用于合金的电子结构和原子排列。书中详细讨论了如何通过调控组分比例、晶格畸变程度以及相变行为，精确设计具有特定晶体结构（如面心立方FCC、体心立方BCC或复杂多相结构）的高熵合金。通过结合第一性原理计算和先进的同步辐射表征技术，揭示了高熵合金表面能带结构与活性位点形成的内在联系。 第二部分：高熵合金在电催化领域的突破 能源电催化是实现高效清洁能源转化的核心技术。本书聚焦高熵合金作为下一代电催化剂的巨大潜力。 析氧反应（OER）与析氢反应（HER）： 详细分析了不同高熵合金体系（如Co-Fe-Ni-Cr-Mo基、Pt族替代体系）在碱性、酸性和中性电解液中的OER和HER性能。阐述了高熵合金中多元素协同作用如何有效降低反应能垒，稳定关键中间产物吸附，并显著提高催化剂的长期运行稳定性。 二氧化碳还原反应（CO2RR）： 探讨了高熵合金在将温室气体CO2转化为高附加值化学品（如CO、甲酸、乙醇等）中的选择性控制。重点剖析了表面缺陷工程和应力调控如何影响产物分布，以及如何通过形貌控制（如纳米线、纳米片阵列）来提升质量传输效率。 氧还原反应（ORR）： 针对燃料电池和金属-空气电池，书中比较了富集贵金属或利用过渡金属基高熵合金在ORR中的效率与耐久性，并探讨了合金中的电子结构重构对催化活性的影响。 第三部分：高熵合金在先进储能器件中的应用 本部分将目光投向了高熵合金在电池和超级电容器领域的革新作用。 锂离子电池（LIBs）与钠离子电池（SIBs）： 重点讨论了将高熵合金作为负极材料（如用于合金化反应）和正极材料（作为结构稳定剂或活性组分）的策略。分析了合金在充放电过程中的体积膨胀抑制机制，以及其独特的相变行为如何影响离子扩散动力学。 固态电解质与界面工程： 探讨了高熵氧化物和高熵硫化物在构建高界面稳定性的固态电池中的潜力。书中提供了如何利用高熵组分来抑制界面副反应、提高固态电解质导电性的具体案例分析。 超级电容器电极： 分析了高熵金属氧化物和氮化物作为赝电容材料的性能。强调了高熵结构如何通过增加电荷转移路径和提供丰富的氧化还原活性位点，来提升比电容和倍率性能。 第四部分：面临的挑战与未来展望 最后，本书客观地指出了高熵合金材料化和工程化应用中存在的关键挑战，包括：高成本控制、大规模均匀合成的难度、以及在复杂工作环境（如高温、强腐蚀性电解质）下的长期服役机理研究不足。并对未来研究方向，如计算辅助的材料设计、原位动态表征技术在解析工作状态下高熵合金结构演变中的应用，提出了前瞻性的见解。 本书特色： 理论深度与应用广度兼备： 融合了材料物理化学、电化学和催化动力学的多学科知识。 数据翔实，图表丰富： 包含了大量最新的实验数据、晶体结构解析图和性能对比曲线。 面向科研人员与工程师： 适合材料学、化学工程、新能源科学与技术等领域的本科高年级学生、研究生以及从事相关研发工作的专业技术人员阅读参考。 ---
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