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氫能社會
各國儲氫之路— 中美占據半壁江山!
時間:2019-10-15   訪問量:199  【打印此頁】  【關閉

前言:儲氫材料(hydrogen storage material)具有儲氫密度高、吸放氫速度快、操作條件溫和、可逆性好、壽命長等特性。隨著儲氫材料的發展,已由前期的金屬與金屬合金體系逐漸發展為以輕質元素氫化物(如硼氫化物、氨基化合物、氨硼烷及其衍生物等)和多孔吸附材料為主導的材料體系。

隨著工業的發展和人們物質生活水平的提高,能源的需求也與日俱增。由于來自化石燃料(如煤、石油和天然氣等)不可避免地污染環境 ,再加上其儲量有限,所以尋找可再生的綠色能源迫在眉睫。氫能作為一種儲量豐富、來源廣泛、能量密度高的綠色能源及能源載體,正引起人們的廣泛關注。氫是潔凈的能源載體,但氫的安全、高效存儲是氫能大規模應用中的技術瓶頸,也是近二十余年來材料研究領域最具挑戰的課題之一。

儲氫材料(hydrogen storage material)具有儲氫密度高、吸放氫速度快、操作條件溫和、可逆性好、壽命長等特性。隨著儲氫材料的發展,已由前期的金屬與金屬合金體系逐漸發展為以輕質元素氫化物(如硼氫化物、氨基化合物、氨硼烷及其衍生物等)和多孔吸附材料為主導的材料體系。材料的組成、結構、性能的關聯性或成為儲氫研究的核心。筆者通過Web of Science 搜索hydrogen storage檢索到相關文章127930篇,下面盤點截止2019年6月10號以來的發文情況。

一、研究方向

儲氫材料涉及的研究方向比較廣泛,在化學、工程類、能源、材料科學,電化學、物理學等領域都有涉及。其中包括對金屬與氫的鍵合作用的理論計算和氫化物的結構分析,各類材料儲氫機理分析及非可逆可控制氫儲氫材料和氫源系統研究。

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二、發文數量隨時間分布情況

從儲氫材料全球出版年份發文數據中我們可以看到,儲氫領域的科研熱度并未放緩,從2017年以來年發文數量約10000篇。國內發文增長和國際變化保持在相同的態勢下,可以看出中國的科研力量在儲氫材料領域的投入相對可觀。從圖中可以看出:中國整體發文量占到全球的約1/5,國內科研工作者在儲氫材料的研究貢獻將是帶動其持續保持增速的良藥。

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三、發文地區隨時間分布情況

中國對儲氫的研究做出多大貢獻呢?答案是非常大!

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我們看一下儲氫材料領域不同地區被SCI收錄的文章數量,上圖中給出了排名前10的地區數據。中國發文數量為18803篇文章,占14.7%,超越第二名的美國的18127篇(14.2%)中國發文總量遠超第三名日本的7147(5.6%)篇。另外,德國和印度分別以5106和4106篇的戰績位列第四和第五名。發文數量TOP 10中亞洲共有4個國家上榜,這也說明亞洲在儲氫研究領域科技實力的增長。

可能你會覺得,發文數量多沒什么了不起,都可以灌水的。那么,我們以一個更公允的標準來評判各國家/地區的質量----ESI高被引論文。

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儲氫材料入選ESI高被引的文章共1449篇,其中中國以557篇的成績,占總文章數量的38.4%,位列第一。美國、德國、日本,分別以410、108、97和89篇的成績位列第二到第四名。這樣看來,中國不僅是論文數量的產出高,高質量文章的產率也相對較高,當然,我們與美國的差距也是很小,可以說在儲氫材料領域中美的研究占據了世界的半壁江山。在發文數量TOP 10的地區中,加拿大和意大利未再進入高被引前10名,反而新加坡和澳大利亞進入了高被引文章數量的TOP10系列。亞洲地區進入高被引TOP10的比例達到50%,和發文數量占比相比,亞洲在儲氫科研實力方面 增強明顯。然而法國的高被引論文輸出表現不佳,跌至第10名。

四、發文期刊情況

應該如何選擇適合自己的期刊是一件頭疼的事,我們來看下這么多文章都投到了哪些期刊?

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在收錄儲氫材料的期刊中,高質量的文章有多少呢?

在我們檢索的127930篇文章中,高被引文章1449篇,占比僅1.13%。筆者不僅又感慨道科研不易,且行且珍惜啊。下面一起來看一下高被引文章收錄情況 。

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我們對收錄儲氫材料文章最多的20個期刊進行了統計,并且統計了高被引文章產出最多的期刊TOP20。我們可以發現International Journal of Hydrogen Energy ,JACS,無論在發文數量還是在高被引的數量中都能夠排進前十名。相比之下,Angew. Chemie雖然發文數量上不占優勢,但在高被引論文數量中表現的依舊強勢,僅次于Energy Environmental Science 、Advanced Materials。International Journal of Hydrogen Energy中 收率11356篇相關的研究文章,其中137篇入選ESI高被引文章,僅占該期刊中相關文章的1.2%。Journal of Materials Chemistry A收錄了1153篇相關的文章,而且其中有33篇入選ESI高被引論文,占該期刊中相關文章的2.9%。JACS收錄了623篇相關文章,而且其中有107篇入選ESI高被引論文,占該期刊中相關論文的17.2%。Angewandte Chemie International Edition 收錄414篇相關的文章,而且其中有69篇入選ESI高被引論文,占該期刊中相關文章的16.7%。相比之下,傳統化學類頂刊 JACS,Angewandte.在發文數量及高被引文章的輸出中更具有優勢。

另外需要指出得的是:不靠發文數量只靠質量取勝的期刊,真是自身硬實力了,比如Nanoscale 、Energy Environmental Science、Science等。

五、各機構貢獻情況

在全球競爭激烈的排名下,幾家機構脫穎而出呢?

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我們從總發文量及高被引發文量前10的機構可以看出,無論從數量還是質量來評判,中國科學院近幾年的表現都可圈可點。總體而言,除了中國科學院系統,中國科學技術大學、清華大學、浙江大學、紛紛進入高被引論文TOP 10行列中。值得注意的是中國科學技術大學雖然發文量排名未進入世界前10,但是高被引論文數量卻進入了TOP 10之列。我們從研究機構的地區來看高被引機構貢獻TOP10中亞洲占有六席,筆者不經感慨到下一次工業革命的發起者或許是來自亞洲。

最后分享10篇高被引論文,希望對大家的科學研究有些幫助。

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