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《Science》杂志[英文] 美国自然科学权威杂志。
《Nature Asia》 Gateway to Nature's world of science。
中华医学网 中国生物医学资讯的门户网站。
《金卡工程》 具有权威、全面、真实等特点,可浏览过往杂志内容。
《Proceedings of the National Academy of Sciences》
[英文] 介绍美国国家科学院的科技进展。
Science Daily[英文] 科学技术在线杂志.
中国期刊网CERNET网站 中国知识基础设施工程之一。
复杂性研究文摘(中英文) 圣菲研究所“复杂性研究文摘”,全世界分美、德、中三处发布。
电镀与涂饰 (双月刊)1982年创刊
Academic press electronic journal library
[英文] 学术出版社电子期刊图书馆
软件学报 报道国家自然科学基金等资助的研究项目,代表我国软件研究水平。
《暖通空调》 中国建筑科学类核心期刊。
西安交通大学学报 报道一般工程技术和数学、物理、化学等方面的科研成果
《natureasia/门》[英文]
全球网际网路杂志 提供电子商务,法规政策及网路世界探索等资讯。
《Journal of Theoretics》
[英文] 理论期刊。
消防技术与产品信息 杂志。
中国信息年鉴网 介绍反映我国信息化建设全貌的专业年刊-《中国信息年鉴》的基本情况。
中国科学 中国科学院主办、中国科学杂志社出版的自然科学专业性学术刊物。
深圳特区科技杂志社 深圳特区科技杂志社的网站,包括每期的最新资讯,热辣新闻等。
《管理信息系统》杂志社
现代化工 中国化工信息中心主办的公开发行的大型综合性化工科技刊物。
《Prometheus》[英文]
《Annual Reviews/年度评论》[英文]
《流体工程学》[英文] Journal of Fluides Engineering,美国著名的工科院校Virginia Tech主办。
大众科技报 大众科技报网络版。
中国期刊网汕头镜像站 提供近7000种学术期刊(全文或文摘),经济、商务、法律、科技。
工业计量杂志 网站设有全年刊物内容,广告服务,投稿须知,征订启示等内容。
Isis[英文]
科学基金杂志部 4种学术期刊和其他业务活动情况.
中国科学院科院刊
《Journal of Young Investigators》
[英文] 青年科学家期刊。
中国地质文摘 中文地学文献检索刊物。中国地质图书馆主办。
橡胶工业 以橡胶加工技术为主的综合性全国专业期刊。
北极科学考察(人民日报)
科技新潮网
Library of Congress Science Tracer Bullets[英文]
科技新闻大观 提供科技产业新闻,美国硅谷和台湾新竹高科技业厂商的信息。
《ChemPort》[英文]
华夏星火 《华夏星火》月刊由国家科技部主管,被誉为中国星火计划第一刊。
水利水电市场 介绍水利水电市场需求与政策法规。
中外产业科技杂志社
广东省办事处 专家理论指导,让科技界、产业界发展更快更健康,大型企业成功经验。
《科学月刊 》[繁体] 科学网际月刊,由台湾天下文化书坊维护。
《金卡工程》杂志社 中国卡业界获得国家科技部和新闻出版总署批准的国家科技核心期刊。
量测资讯双月刊[繁体]
发现者[繁体]
能源、资源与环境季刊[繁体] 砂石产业的现况与未来,海砂开采的经济效益分析等等。
新电子[繁体] 新电子杂志的站点。
3C领域介绍与成果季刊[繁体] 由工研院资讯服务中心制作。内有本杂志各期全文档。
ITRIToday[繁体] 工研院发行的线上英文学术季刊。
工业技术与资讯月刊[繁体] 内有产业研发系列报导,机械通讯产业透析等单元。
《技术评论》[英文] 该杂志注重于应用科学,强调解决问题的技巧和方法。
自然简介及详细资料
新年初始,国内多家公司宣称将推出续航超过1000公里的纯电动 汽车 ,而中国科学院院士欧阳明高在1月16日对此表达了不认可:“如果有人说,他的电动车既能跑1000公里,又能几分钟充完电,而且还特别的安全、成本还非常低,大家不用相信,因为这在目前是不可能同时达到的。”
这碗“冷水”泼得正是时候。超长续航到底是否实用?超大容量电池+超快充能否满足安全性要求?这些关系消费者痛点的问题需要业内沉着的剖析。
我们连线了美国国家发明家科学院院士,宾夕法尼亚州立大学机械工程、化学工程和材料科学与工程系讲席教授王朝阳,请他来谈谈电动车电池的发展。
王朝阳研究工作集中于电池和燃料电池中的运输、材料制造和建模等方面,他拥有 90 多项专利(美国、中国、欧盟和日本)。他关于全气候电池(ACB)技术的研究发表在《自然》杂志上,后来被 2022 年冬季奥运会选中,为奥运会的电动 汽车 提供动力。他还在2019年发布了一项快充技术称,10 分钟充电可让电动 汽车 充满 80%,续航 300 公里到 400 公里,并且经过 2500 次充放电后,电池容量只有 8.3% 的损耗。就在最近,王朝阳团队开发了一种热调控磷酸铁锂电池(TMB),可以满足低成本、超安全、长寿命、全气候等多方面需求,这项成果于2021年1月18日发表在能源领域世界最顶级期刊《自然?能源》杂志。
谈到电池的热点新闻,他一再强调能量守恒定律。他说,“所有的新闻、所有的发布或者我们在听到的一些故事,用简单的能量守恒定律去分析它,就可以知道它的真实性,以及它的靠谱程度。”
为何鸭: 最近欧阳明高院士批评了超长续航和超级快充,这是工业界跟实验室研究的错位吗?还是说企业有一些夸大的成分?
王朝阳: 这在科学跟商业两方面都有问题。
商业问题很简单,假如说1000公里续航的话,大概需要150度电,所以就算10分钟充好150度电的话,大概需要900千瓦充电功率的充电桩,而900千瓦充电桩目前是没有的,最大功率的特斯拉第三代充电桩是250千瓦,所以从商业角度肯定是没有可行性的。
从科学角度也有很大的问题,续航里程这么长,电池肯定是高能量密度的,比如说6个倍率的充电,在科学上目前还不成立,至少没有这样的报道,没有经过同行科学家评审过的报道。
实际上快充有一个非常简单的科学判决,就是3个数据要并存,缺一不可。第一是充电时间;第二是充电后得到了多少能量或续航里程;第三个数据就是电池能够循环多少次,这个也很重要。假如充电很快,得到的能量也很多,但是只充一两次就把电池废了,这也不算是新技术,我们大学一年级的同学都会做。
这三个数据缺一不可,有了这个法则,基本上媒体或者企业发布的任何快充的消息都可以自行判断。
能源这个行业一定要遵守能量守恒定律,就是说充电功率乘上充电时间等于多少能量,用简单的能量守恒定律,马上就可以推算出他们在讲什么。
为何鸭: 公众对一些黑 科技 的期待值比较高,希望有一个突破性的技术出来。
王朝阳: 大家都在期望,但所有的黑 科技 一定是基于能量守恒定律的。这个是基本的规则。假如发现黑 科技 是永动机,他不符合能量守恒,这个技术问题就很大了。
为何鸭: 我们来看你们刚刚发表的研究,这个低成本的电池跟2019年10月份发布的快充技术相比,根本的区别在哪?
王朝阳: 最根本的区别是,我们这项研究聚焦于一个主题,降低电池成本。
我们就是希望能够把电池的成本降到跟燃油发动机差不多的水平,这样就可以普及大众市场的电动 汽车 。它的意义对减少碳排放非常大,光是卖几千辆高端电动车,碳中和是无法实现的。
更形象、更简单的表述就是我们把电池包小型化,然后让单位成本保持比较低的水平,就能达到电池整个成本的降低。
这个方向跟国内很多车企的方向正好相反,国内都是长续航,要开发1000公里续航的电池,150度的电池是什么概念?按照现在三元锂电池,比如说一瓦是一块钱,这150度电池就是15万人民币。这个车子不是大众市场的电动 汽车 ,电池成本太高了。
再加上你拖着这么大的一个电池到处跑,这个很危险对吧?那是一个大的能量包。
所以我们把以前的一些技术都应用到新电池上面,包括传统的磷酸铁锂在冬天性能非常差,我们的电池就不受环境温度的影响,因为我们的一定要事先预热到60度才工作,它永远可以给你好的性能。
这个全天候电池测试过。2022年的冬奥会就采用了这款电池,有大量整车的试验结果,包括这些车队在东北黑河的实验结果。
为何鸭: 请你科普一下全天候电池(自加热电池)。
王朝阳: 传统的锂离子电池特别怕冷,温度低的话,锂离子在正极负极之间的传输受到很大的障碍,所以它的性能要降低很多,降低9倍到10倍的样子。
传统的办法是利用外部加热,但耗能比较大,并且不是很直接,需要的时间很长,需要一小时以上,所以不能满足消费者马上就能用的需求,并且在冬天快速充电更不可能。
我们的全天候电池就是在电芯当中给它增加一个镍片,只有10个微米的镍箔,镍箔可以产生自加热,让电池的温度迅速上来。尽管环境的温度是零下,我们做到了温升在60~200度每分钟,而传统的外部加热一般是温升在0.5~1度每分钟,我们这个速度提高了两个量级。一般只要用几十秒时间就可以让电池热起来,然后正常工作。
另外,我们经过大量的实验研究发现,这种自加热方法消耗的能量非常小。
为何鸭: 这个办法本质上是主动控制,不改变材料本身,安全性也没有变化,能够迅速让电池达到一个适当的充电的温度,对吧?
王朝阳: 对。我们最早提出结构创新,传统电池的结构就是正极、负极与隔膜,叫三部件结构。我们增加了第4个部件镍箔,放进去以后,它可以自己储能,自己调节温度。
为何鸭: 提到固态电池这个概念,我看有公司已经在推这个产品了,但是有的人说他这个是半固态的电池。请你科普一下固态电池跟三元电池、磷酸铁锂电池本质的区别在哪?是液态跟固态的差别吗?
王朝阳: 固态电池的真正意义,是把原来我们常规的磷酸铁锂、三元电池当中的电解液,用固体的电解质来取代。但固态电池的研发,离真正商业化应该还有很远的距离。
你可以从媒体报道或者从公司发布的消息当中看到,我们的研发人员和企业,基本上都还没有想清楚到底要做什么样的固态电池产品。
为什么这么说?我可以举几个例子。第一个例子,你在媒体当中可能会经常听说,固态电池的离子导电率太低了,固-固界面电阻太大了;同时你又看到说固态电池可以快充。这是互相矛盾的,一个大内阻的电池怎么可以快充?那是不可能的。
有的人讲半固态电池,意思就是说正极里头还有电解液,有一半以上的危险的电解液还留在电池里面,这能安全吗?
为何鸭: 包括丰田在内,一些大公司说将来要做固态电池,是因为固态电池的安全性更好?
王朝阳: 固态电池大家都要去做,认为是下一个发展的方向。每个企业有自己的考虑,不但是科学技术发展的原因,还有企业的定位、投资的方向。但是固态电池一定安全吗?我们有时候想当然认为是安全的,但是你真正好好去想的话,会发现它有很多不安全因素。
第一,假如某公司固态电池做成150度电,这个是很大的一个能量包,即使是固态,扛着这么大能量包到处跑,也是不安全的。一旦放电、也就是全部电能放出来的话,电池的温升应该在1500度以上。
也就是,如果某个部位短路,电能一瞬间就释放出来的话,电池材料要达到的温度是1500度以上,没有任何材料是安全的。即使10%的电量被瞬间放出来,固态电池的温度就达到了180度,锂金属也熔化了。
为何鸭: 回到40千瓦时的电池,是小容量的话更容易控制安全性吗?
王朝阳: 我们发明的40千瓦时电池是目前所有的市场上最安全的电池。第一,毕竟只有40千瓦时。第二,它的正极是用了磷酸铁锂,这是非常安全、热稳定相当好的一个材料。第三,我们尽管也是石墨负极,但因为在60度工作,我们可以把石墨颗粒做大,比表面积可以小,这也提高了安全跟热稳定性。第四,我们用的低电压的电解液,因为磷酸铁锂它的电压只有3.6/3.7伏,而三元是4.2/4.3伏,所以电解液更安全。
为何鸭: 还有个概念需要解释一下,现在讲石墨烯跟石墨负极是什么关系?石墨烯为什么是热点?
王朝阳: 大部分的使用场合中,石墨烯只是一个导电剂,增加电子导电率,所以它的用量很少,比如说1%、2%、3%,而石墨是一个储能材料。打个比方,这个石墨是让你吃饱的东西,而石墨烯只是味精,调料。
为何鸭: 对于三元锂电池和磷酸铁锂电池的二选一争论,你觉得未来应该如何选?
王朝阳: 三元电池能量密度要高一些,但是缺点是它的安全性要差一点,成本也高,还需要用到钴,钴是一个战略性的金属,所以有明显的缺点。
电芯材料的能量密度高了以后,安全性就差了,就要在电池包上做更多的安全装置,来防止三元电池产生不安全。而在电池上加装另外的装置以后,它会降低整个系统的能量密度,所以150千瓦时的电池肯定不会去选择比较重的磷酸铁锂,那样这个车子大概就没有乘客了。而把电池做小了以后,磷酸铁锂就是非常好的一个选择,因为它有不可超越的优点,就是安全性特别好,成本特别低。
所以在不同的场合,这两种电池都会有用处。最近我们在做飞行 汽车 的电池,就是电动飞机的电池,以后咱们都可以坐着飞行 汽车 去上班了。飞行 汽车 它可以利用三维的交通网络,能够没有堵车情况下到达目的地。对飞行 汽车 ,三元电池会是一个首选,因为毕竟飞机是要飞上去的,对重量特别敏感。
我也不能用小型化技术来做飞行 汽车 的电池,你总不能飞5分钟就需要补能,在空中也没办法实现10分钟补能,所以我觉得这两个技术在不同的场合都有自己的用途。
为何鸭: 提到飞行 汽车 我也很好奇,包括国内也有公司在做这方面项目,如果用燃油发动机做动力,不是一样吗?
王朝阳: 我们现在的飞行 汽车 垂直升降,它是大都市使用的交通工具,对污染、噪声都是非常敏感的,所以用燃油现在不是一个发展方向。
未来飞行器会做成无人驾驶的智能型,没有驾驶员就可以省一个座位的空间和一个人的重量,这样它必须要配备比较大的电脑,然后有很多数据处理的功能,这时候需要大电池,所以即使用汽油机的话,还得配一个大电池,这样的话整个重量会超出纯电动的做法。
燃油车转变成智能 汽车 有一个巨大的障碍,因为用到的一些传感器,都是需要电力控制的。包括刹车,用电控制都会更快、更精确。
为何鸭: 谈到未来的趋势,丰田也在推氢能电池的电动车。在中国,北京也有氢能电池试点,在你看来,氢能电池的趋势是什么?
王朝阳: 氢能燃料电池,我本人也研究了十几年。它的最大毛病,一是成本太高,另外一个问题就是寿命还不够。它需要科学上的突破,让成本降一个量级,然后才能谈商业化,目前离普通消费者还有一些距离。
过去的20年,至少国际上有20个公司,每个公司在氢能燃料电池上面投入差不多20亿美元。我的实验室在这方面已经投入大约3亿人民币做研发,写了一些论文,但是我还不敢有商业化的想法。
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详细介绍
《自然》 是科学界普遍关注的、国际性、跨学科的周刊类科学杂志。2014年它的影响因子为41.456。
1869年约瑟夫·诺尔曼·洛克耶爵士建立了《自然》,洛克耶是一位天文学家和氦的发现者之一,他也是《自然》的第一位主编,直到1919年卸任。
《自然》每周刊载科学技术各个领域中具有独创性,重要性,以及跨学科的研究,同时也提供快速权威的、有见地的新闻,还有科学界和大众对于科技发展趋势的见解的专题。
《自然》的主要读者是从事研究工作的科学家,但杂志前部的文章概括使得一般公众也能理解杂志内最重要的文章。杂志开始部分的社论、新闻、专题文章报导科学家一般关心的事物,包括 最新讯息 、 研究资助 、 商业情况 、 科学 道德和 研究突破 等栏目。杂志也介绍与科学研究有关的书籍和艺术。杂志的其余部分主要是研究论文,这些论文往往非常新颖,有很高的科技价值。
在《自然》上发表文章是非常光荣的,《自然》上的文章会经常会被引用。这有助于晋升、获得资助和获得其它主流媒体的注意。因此科学家们在《自然》或《科学》上发表文章的竞争很激烈。与其它专业的科学杂志一样,在《自然》上发表的文章需要经过严格的同行评审。在发表前编辑选择其他在同一领域有威望的、但与作者无关的科学家来检查和评判文章的内容。作者要对评审做出的批评给予反应,比如更改文章内容,提供更多的试验结果,否则的话编辑可能拒绝该文章。
《自然》是一份在英国发表的周刊,其出版商为自然出版集团,这个集团属于麦克米伦出版有限公司,而它则属于格奥尔格·冯·霍茨布林克出版集团。《自然》在伦敦、纽约、旧金山、华盛顿哥伦比亚特区、东京、巴黎、慕尼黑和贝辛斯托克设有办公室。自然出版集团还出版其它专业杂志如《自然神经科学》、《自然生物学技术》、《自然方法》、《自然临床实践》、《自然结构和分子生物学》和《自然评论》系列等。
品牌排名2018年12月,世界品牌实验室发布《2018世界品牌500强》榜单,自然排名第439。
《自然》系列期刊 研究刊物 Nature Biotechnology Nature Cell Biology Nature Chemical Biology Nature Energy(《自然-能源》):关注的内容涉及能源生成和储存、能源配给和管理、不同参与者的需要和需求,以及能源技术和政策对社会的影响等。 Nature Geics Nature Geoscience Nature Immunology Nature Materials Nature Medicine Nature Methods Nature Microbiology(《自然-微生物学》):将发表关于微生物的最高水平的科研成果,涉及进化、生理学、细胞生物学,以及微生物之间、与宿主或者与环境和社会因素的相互影响。 Nature Nanotechnology Nature Neuroscience Nature Photonics Nature Physics Nature Chemistry Nature Structural and Molecular Biology Protocol Nature Protocols 评论期刊 Nature Reviews Cancer Nature Reviews Drug Discovery Nature Reviews Geics Nature Reviews Immunology Nature Reviews Materials(《《自然综述-材料》》):作为《自然》综述系列期刊中的首个物理学刊物,《自然综述-材料》主要为着手研究新课题的材料科学家提供资讯类的介绍,以及具有启发意义和深度的内容。 Nature Reviews Microbiology Nature Reviews Molecular Cell Biology Nature Reviews Neuroscience Nature Clinical Practice Cardiovascular Medicine《自然临床实践》 Nature Clinical Practice Endocrinology and Metaboli *** Nature Clinical Practice Gastroenterology and Hepatology Nature Clinical Practice Neurology Nature Clinical Practice Nephrology Nature Clinical Practice Oncology Nature Clinical Practice Rheumatology Nature Clinical Practice Urology 自然线上出版物 Nature China(于2007年1月出版) Nature India(于2008年2月出版) Nature Communitations(于2010年出版) 最新讯息2013年6月1日,《自然》增刊出版的《2012中国自然出版指数》显示,来自中国的作者2012年度在《自然》和自然子刊上发表的论文数大幅增长,但6月19日同样由《自然》发布的《2012全球自然出版指数》则让我们注意到了另一个细节,即在该出版物涉及的全球200大科研机构的排名中,哈佛大学当选为全球第一的科研机构,其2012年在《自然》系列研究期刊上发表了368篇研究型论文,而这比所有中国科研机构同年在上述期刊上发表的文章数量的总和还要多。
相关介绍据介绍,自然出版指数(NPI)是以国家和机构为单位,根据它们2012年在18本《自然》和自然子刊上发表的研究型科研论文数量进行排名。
相关数据在2012年的全球百大科学强国中,美国以2236篇的自然系列期刊论文总数摘得桂冠,这一数字是中国的7倍还要多。英国和德国分别位列第二和第三,日本、法国紧跟其后,中国则位列第六。不过,该杂志还是对中国的科研前景寄予较高期望,鉴于2012年中国作者的研究类论文占《自然》系列研究期刊上所有发表论文的8.5%,《自然》杂志增刊编辑将中国确定为"五大重点关注国家"之一。
《自然》杂志17日公布了由其评选出的2015年度十大人物,其中出现了两张中国面孔,分别是中国中山大学的生物学家黄军就和美国史丹福大学华裔女科学家鲍哲楠。
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