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2026 06.02

广州能源研究所在The Innovation期刊发表“地热计算器”研究成果

近日，中国科学院广州能源研究研究所联合中国科学院地质与地球物理研究所、中国石油大学（北京）、西安交通大学等国内外10家科研单位和企业共同开发了“地热计算器（GeothermalKits）”数值模拟软件。图1“地热计算器”发布会软件基于应用场景，将繁复的模拟流程整合起来，由计算机自动完成概念模型、地质模型剖分、目标优化等，使地热模拟变得像使用“傻瓜相机”一样简单。同时，软件集成研究团队近年来自主开发的多个计算模块，如地热储能模拟模型、动态地热资源量评价算法、二氧化碳地质封存等，将研发的新技术以菜单操作的便利方式呈现在用户面前，转化为现实的计算能力。在设计“地热计算器”软件的过程中，团队突破传统的思维模式，提出两种设计范式，首先是“基于场景模拟（scenario-based modeling）”范式。将每次执行单次正向模拟（forward simulation）发展为内置多种地热技术应用场景模块，如井距优化、资源评价、模型参数优化等，可以实现参数自动化扫描以实现连续多次模拟。例如，在优化地热对井间距时，用户只需设置储层基础物性参数、开采时间等信息，软件便会自动完成在不同井距下所有参数组合的
2026 06.02

金属所在耐高温、高强、高模铝基复合材料取得进展

铝基复合材料凭借高比强度、高比模量的优势，已成为航空航天领域的核心结构材料。但受高温界面退化、基体软化问题制约，其服役温度长期局限于300℃以下，严重限制了在高温场景的应用。为提升高温服役能力，具有优异冶金结合界面的原位铝基复合材料成为研究焦点。这类材料虽热稳定性优异，却难以兼顾高强度与高模量，根源在于传统反应体系存在固有局限：微米级前驱体比表面积小，反应位点少、元素扩散距离受限，易出现反应不充分、强化相粗大团聚的问题，阻碍强度提升；纳米级前驱体虽能凭借高比表面积生成纳米级强化相，却易团聚、加工难度大，且强化相体积分数偏低，难以提升材料模量。近日，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心铝镁材料研究部研究团队，提出缺陷促进的Ti2AlC（MAX相）“内分解”机制。该策略可突破表面扩散主导的反应动力学瓶颈，解决强化相尺寸与体积分数难以协同的核心矛盾，成功研发出兼具优异高温强度与模量的多级结构Al3Ti/Al复合材料。该复合材料的微观组织包括：均匀分散于超细晶Al基体中的高含量亚微米Al3Ti颗粒（0.42 μm，38.6 vol.%）和均匀分散于Al3Ti颗粒内的纳米碳化物。这种多级
2026 06.02

长春应化所在碱性析氧反应晶格氧再生动力学优化及稳定催化方面取得重要进展

中国科学院长春应用化学研究所在碱性析氧反应晶格氧再生动力学优化及稳定催化方面取得重要进展。长春应化所祝建兵研究员、邢巍研究员与香港城市大学黄勃龙教授团队提出界面氢键网络工程策略，通过在NiFeOOH表面原位化学吸附SO₄2-等含氧阴离子，重塑催化剂界面氢键网络结构，加速OH-供给和晶格氧补充，实现晶格氧机制主导下的催化剂稳定性的提升。相关研究成果以“Engineering Interfacial Hydrogen-Bond Networks to Accelerate Lattice Oxygen Regeneration for Stable Oxygen Evolution Catalysis”为题发表在国际权威期刊《Journal of the American Chemical Society》。阴离子交换膜水电解（AEMWE）是低成本制绿氢的重要技术，但受限于阳极析氧反应（OER）的缓慢动力学。析氧反应的晶格氧氧化机制（LOM）能够绕过传统吸附质演化机制中的线性标度关系，能有效降低过电位，但同时其在反应过程中产生氧空位，若氧空位不能被及时补充，催化剂容易出现结构退化和活性组分
2026 06.02

科学岛团队研发新型纳米酶探针实现环境食品有害物同步高精度检

近日，中国科学院合肥物质院安光所光电子中心在环境有害物检测技术研究方面取得新进展。研究团队成功构建出一款由“钯-铂-铱”三种金属组成的新型复合介孔状纳米酶探针，可同步实现细菌类大分子污染物与激素类小分子污染物的高精度检测。相关研究成果发表在Biosensors and Bioelectronics上。环境、食品污染的污染源主要分为生物性有害物（细菌、病毒等）、化学性有害物（激素、农残等）两大类。在环境监测、公共卫生安全防护、食品生产等场景中，这类污染物的精准检测与溯源至关重要。然而，这两类有害物之间的分子量差异巨大，同步检测往往需要依靠不同的技术平台，操作繁琐且检测速度较慢。针对以上问题，研究团队以钯-铂-铱三金属介孔纳米酶为信号标签，构建了夹心-竞争联用的免疫检测体系，实现了不同分子量有害物的一体化同步检测。该技术具备两方面优势：三元介孔框架结构提供丰富的催化位点，提升了过氧化物酶样活性、灵敏度及信号动态范围；高粗糙度介孔表面可以有效增加检测抗体负载量，提升了靶标的捕获能力。基于此技术构建的免疫层析传感器在环境水体中同步检测大肠杆菌和瘦肉精时，检测灵敏度表现优异。其中大肠杆菌最低可检
2026 06.02

科学岛团队在阿片类麻醉药物痕量检测方面取得新进展

近日，中国科学院合肥物质院健康所医用光谱质谱研究团队联合中国科学院合肥肿瘤医院麻醉科、安徽医科大学第二附属医院麻醉科，依托自主研发的大气压电晕放电离子迁移谱仪，成功实现吗啡、杜冷丁、舒芬太尼三类典型阿片类麻醉剂的精准甄别与痕量检测。相关研究成果发表在Analytical and Bioanalytical Chemistry上。吗啡、杜冷丁、舒芬太尼是临床诊疗中常用的阿片类麻醉药物，镇痛疗效确切，临床应用广泛。但该类药物具有成瘾性，一旦滥用或非法流通，极易引发严重的公共卫生问题。传统检测方法难以精准区分这些物质，尤其在离子迁移谱检测中，杜冷丁与吗啡的迁移峰常发生重叠，导致识别困难，影响药物监管和现场快速筛查。针对上述技术瓶颈，研究团队基于自主研制的常压电晕放电离子迁移谱装置，通过引入氨气作为掺杂剂，抑制了吗啡中特定质子结合位点，而杜冷丁几乎不受影响，从而使原本重叠的离子迁移峰得以分离。实验验证表明，该方法解决了杜冷丁与吗啡迁移峰重叠的难题，能够有效区分结构相似的阿片类麻醉药物。此外，团队还探讨了三种药物同时检测时的竞争电离机制，分析了多组分同步检测中的信号响应特征，阐明了三者之间的相互
2026 06.02

金属所在高比能固态锂电池研究取得新进展

聚合物电解质是实现高比能固态锂电池的理想材料，其中聚偏氟乙烯基电解质因具有高氧化稳定性和离子电导率而备受关注。然而，聚偏氟乙烯作为一种弱配位基体，依赖制备过程中残留的极性溶剂（如二甲基甲酰胺）作为“增塑剂”以促进离子传输。这些传统增塑剂虽与聚合物互溶性良好，但电化学稳定性较差，容易在电极界面持续分解，制约了锂负极可逆性以及与高压正极的兼容性。与之相对，电化学稳定的理想增塑剂（如环丁砜、碳酸乙烯酯）却与聚偏氟乙烯存在严重的热力学不相容问题，难以制备出均匀的电解质薄膜。针对上述“相容性与电化学稳定性”难以兼得的瓶颈，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心先进炭及二维材料研究部科研团队提出了一种相容溶剂辅助塑化的通用制备策略。研究团队通过引入挥发性相容溶剂，显著降低了混合体系的有效相互作用参数，从而克服热力学排斥，获得了均相溶液。在成膜阶段，随着相容溶剂快速挥发、体系粘度急剧升高，增塑剂被锁定在聚合物三维网络中，实现了原本不相容的增塑剂的均匀塑化。相关成果以“Polymer-modulated solvation chemistry via compatibilizing-solven
2026 06.02

广州能源所在锂离子电池健康状态在线评估方面取得进展

精准评估锂离子电池的健康状态并及时掌握其容量衰退趋势，是保障锂电储能系统安全、高效运行的关键。然而传统方法在识别容量衰退拐点（如“膝点”）时，往往高度依赖完整的容量退化曲线。此外，在实际运行工况中，在线估计的容量退化曲线极易受到噪声和波动的干扰，导致对特征突变点的实时准确捕捉面临巨大挑战。近期，中国科学院广州能源研究所储能技术研究团队针对上述难题取得新进展，提出了一种新颖的锂离子电池容量衰退特征突变点在线识别框架，在NCA（镍钴铝三元锂电池）、NCM（镍钴锰三元锂电池）及LFP（磷酸铁锂电池）三种类型电池上进行了验证。该研究首先聚焦于充电阶段的容量增量曲线，截取了恒流充电结束前的短时数据作为健康因子，实现了对电池当前可用容量的快速、准确估算。在此基础上，研究团队融合了动态窗口调整、加权滑动窗口以及多阶段验证与去重机制，开发出改进的累积和（CUSUM）算法，用于精准定位容量衰减曲线中的全局特征突变点。研究结果表明，该改进算法展现出了卓越的精确性与实时响应能力，对突变点识别的平均误差仅为 16.42 个循环，平均响应延迟低至 4.20 个循环。此外，该策略表现出极强的工况适应性，不仅能够有
2026 06.02

广州能源所在发展中国家电动汽车充电基础设施优化研究方面取得新进展

近期，中国科学院广州能源研究所能源战略与碳资产研究中心蔡国田研究员团队在发展中国家城市电动汽车充电基础设施优化规划方面取得新进展。当前，发展中国家电动汽车充电基础设施部署仍不完善，制约了清洁交通发展及城市减排进程。例如，埃塞俄比亚首都亚的斯亚贝巴正面临汽车保有量增长、交通拥堵和空气质量恶化等问题，科学规划充电基础设施成为推动电动汽车普及的重要环节。该研究以亚的斯亚贝巴为例，构建了一种面向发展中国家城市的电动汽车充电基础设施集成优化框架，结合Bass扩散模型和自适应遗传算法（AGA），对22 kW、50 kW和150 kW多功率充电站的空间与时间布局进行优化。其中，Bass 扩散模型用于预测电动汽车采用趋势及市场潜力（图1）。图1 Bass模型预测的2030年电动汽车普及率及模型拟合诊断结果研究表明，采用“居民区密集部署22 kW充电站、商业区设置50 kW充电设施、主要交通走廊沿线建设150 kW快充枢纽”的混合配置方案，可使约95%的用户距离充电站保持在4至7公里范围内（图2），并使接入距离、排队延迟和能源成本最高降低35%。结果表明，合理的站点选址和容量配置比单纯增加充电站数量更有
2026 06.02

长春应化所在碱性氧还原反应质子化动力学优化及反应机制的探究取得重要进展

中国科学院长春应用化学研究所在碱性氧还原反应质子化动力学优化及反应机制的探究取得重要进展。长春应化所祝建兵研究员团队通过合成原子级分散的FeSn双原子位点，构建了在氧还原反应活性中心邻位高效促进水分解提供质子的质子中继单元，加速了氧还原反应动力学。相关研究成果以“Proton Relay Mediated by Atomic Sn Lewis-Acidic Sites for Accelerating Oxygen Reduction Kinetics in Fe–N–C Catalysts”为题发表在国际权威杂志Journal of the American Chemical Society。氢能电池是实现零碳排放、高效能源转型的核心技术。氧还原反应作为氢能电池阴极的核心过程，其缓慢动力学直接制约电池能量转换效率与功率输出。近日，在对氧还原反应的研究中，传统策略多聚焦于活性位点电子结构的调控，却忽视了三相界面处的质子转移过程。碱性介质缺乏水合质子，反应完全依赖水分子作为质子源，要求界面水活化O-H键并将质子递送至氧中间体，由此引入较高能垒。界面水因极化效应弱而难以弱化O-H键，以及活
2026 06.02

科学岛团队揭示晶格驱动拓扑自旋结构新机制

近日，中国科学院合肥物质院强磁场中心陆轻铀教授团队和固体所罗轩研究员、孙玉平研究员团队合作，利用稳态强磁场装置（SHMFF）自研的低温强磁场磁力显微镜（MFM），系统揭示了Cr₂Ge₂Te₆单晶中晶格驱动的拓扑自旋结构，阐明了晶体结构对称性与拓扑磁性之间的内在关联，为新型自旋电子学器件与量子设备的研发开辟了新路径。相关研究成果以“Lattice-Driven Topological Spin Textures in Cr₂Ge₂Te₆Single Crystals”为题，发表于Advanced Functional Materials，并入选期刊封面。近年来，拓扑自旋结构因其独特的稳定性和可调控性，在高密度信息存储、低功耗自旋电子器件及新型量子功能器件中展现出重要应用前景。其中，磁斯格明子等拓扑磁结构通常被认为来源于界面手性相互作用、自旋轨道耦合或外加磁场调控。然而，在层状范德华磁体中，晶格本身是否能够直接参与甚至主导拓扑磁结构的形成，一直是该领域的重要科学问题。团队选择具有层状范德华结构Cr₂Ge₂Te₆单晶作为研究对象。该材料具有较强的磁晶各向异性和明显的层间耦合效应，是研究二维磁

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