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鋰空電池及關鍵材料
研究團隊設計和合成出一種具有開放式結構的劍麻狀Co9S8材料，并首次將其作為鋰空氣電池正極。其開放狀結構不僅為反應產物提供了豐富儲存空間，有效避免不溶Li2O2對空氣電極的堵塞。而且，特殊的開放式結構有利于氧氣的俘獲與釋放，為高效快速電極反應提供保障；其次，Co9S8具有優異的催化活性，有效改善了氧氣反應動力學，大幅度提高了電極反應速度；最后，Co9S8且具有良好的氧氣親和性，可以誘導氧氣在Co9S8納米棒表面反應生成過氧化鋰，形成優異的Li2O2/電極接觸界面，從而有利于充電過程中充分發揮Co9S8的催化效率，促進Li2O2的完全分解。所以，該Co9S8空氣電極綜合解決了上述三個方面的問題，相應的鋰空電池表現出優異的電化學性能。在50 mA g-1的電流密度下，可以獲得高達~6875 mAh g-1的放電容量，在控制放電容量為1000 mAh g-1的條件下，可以將充放電過電位降低至0.57 V，優于目前已報道的氧化物基催化劑。
廈門大學
2021-04-11
鋰硫電池及關鍵材料
“雙高”硫電極復合材料。要實現可超越現有鋰離子電池的高比能鋰硫電池的商業化應用，不僅需要提高復合正極材料的硫含量（high sulfur content, HSC），還需要有高的硫復合電極的硫載量（high sulfur loading, HSL），形成所謂“雙高”電極。研究團隊采用模板法構筑了一種新型的準二維多孔蜂窩狀Co@N-C材料作為鋰硫電池的載硫基體。蜂窩狀的結構具有最高的密度、最大的可利用空間以及所需要的材料最少等優勢，將這樣一種特殊的結構作為鋰硫電池的骨架材料，不僅讓具有高比表面積的單片蜂窩狀實現高含量的硫復合，還可以通過多層蜂窩片的有序堆積實現高的載硫量，同時保持了Co-N的“雙催化”、多功能的作用，取得了優異的電化學性能（ACS Nano, 2017,11(11), 11417-11424）。非碳類Co4N基體材料。研究團隊首次制備了非碳類介孔Co4N微球作為硫復合電極基體材料，實現了高達95%的載硫量,并取得了優異的電化學性能；同時，該Co4N基體材料對充放電過程中間多硫化物具有更強的親和性、更快的吸附速度、更高的吸附量，是一種理想的硫復合電極基體材料（ACS Nano, 2017, 11, 6031-6039）。
廈門大學
2021-04-11
汽車輕量化與新材料
本項目在輕量化環保熱塑性復合材料開發及應用，智能材料開發與應用，結構設計及分析等方面進行深入研究，已完成前端模塊、座椅骨架、SUV尾門、保險杠、復材彈簧的開發。在材料、工藝、載荷方面取得了較大突破。
本項目團隊來自北航交通科學與工程學院，團隊成員包括孫凌玉教授、康寧副教授、李立軍講師、郭春杰高工以及團隊中多位博士、碩士生。團隊主要研究方向為復材結構設計與仿真、智能材料及失效診斷、優化設計與工藝仿真、連接建模仿真與實驗等。
北京航空航天大學
2021-05-09
石墨烯-橡膠復合材料
石墨烯橡膠復合材料的制備是一個挑戰性的國際難題，采用常規方法難以制備。四川大學在國際上首次提出膠乳混合和原位還原的方法制備石墨烯橡膠納米復合材料。解決了石墨烯的剝離和均勻分散難題，材料的機械強度、導電、阻隔等綜合性能大幅度提高。提出了材料增強、阻隔、耐疲勞機理。研究工作被國際權威專家評價“他們的發現闡明了石墨烯用于天然橡膠增強的巨大潛力”。
四川大學
2021-04-11
黃土發泡輕質材料制備技術
用混凝土進行發泡制備輕質材料已經得到較廣泛的應用，但是混凝土發泡材料比重仍然較大，應用受到限制；且混凝土發泡所用的主料水泥是用高溫煅燒生產的，不僅耗能，也排放溫室氣體。黃土為無機類氧化物，資源豐富，價廉易得，不需要高溫進行煅燒即可直接使用，本項目利用粉碎到一定細度的黃土進行發泡，制造塊狀泡孔材料，可用于保溫、隔熱、隔音、工程填土和建筑隔斷等，既節能又環保。技術路線為：將黃土制成水漿料，用水溶性包覆劑在顆粒表面進行包覆處理后，在適量的水溶性聚合物、發泡劑、助劑作用下進行攪拌發泡，得到發泡漿料；將發泡漿料倒入不同的模具，待其自然干燥后，得到不同形狀的黃土發泡輕質材料；或將發泡漿料直接澆注到應用場所，得到黃土發泡澆注塊。本項目的技術關鍵在于有效地選擇適當的發泡劑、添加劑，并控制好發泡時間段。該發泡材料制備工藝簡單、成本低廉，有較好的經濟效益。
華東理工大學
2021-04-11
智能壓電纖維復合材料
智能壓電纖維復合材料通過對單層平行排列壓電纖維的復合，能有效抑制壓電陶瓷沿三維方向的壓電效應，增強機電效應的方向性，優化單向驅動性能；作為復合材料，結構整體性大幅提高，很好地克服了壓電陶瓷的脆性問題，并能有效避免因局部纖維失效而影響整體器件的問題。智能壓電纖維復合材料可進行大幅度彎曲和扭轉，適宜應用于包括曲面在內的多種工作主體結構，因而極大地拓寬了壓電器件的應用領域。智能壓電纖維復合材料集傳感、驅動和控制功能于一體，可以廣泛應用于飛行器的智能蒙皮、自適應機翼、裝備的振動噪聲控制和結構健康監測等領域，對有效提高武器裝備和飛行器性能、提升生存能力和延長服役壽命等方面具有非常重要的意義。
本項目針對振動對高性能飛行器等武器裝備的關鍵性能、服役壽命的明顯制約，發展厚度薄、重量輕、柔韌度好、機電效應方向性強、驅動力和變形量大的智能壓電纖維復合材料，填補國內在該技術領域的研究空白，突破西方對該技術和產品的封鎖，為智能材料和結構在我國航空、航天、武器裝備及民用工業領域的應用提供技術支撐。
濟南大學
2021-04-22
磷酸鎂基快速修補材料
本技術開發了先進的磷酸鎂基快速修補材料。通過使用分子模擬技術，聯合數學模型的建立，能夠指導高耐水性快速修補材料的合成。
青島理工大學
2021-04-22
輕金屬及其復合材料
西安交通大學
2021-04-10
焊接材料產品技術服務
項目概況 該項技術為焊接材料（包括焊條、焊絲、焊劑）制造企業提供生產關鍵技術、原輔材料定點采購，并配合設備生產線的選型、設計制造，為焊材生產提供技術服務，也可根據工程使用要求研制特種焊材。 本項目處于國內先進水平，擁有核心技術。 主要特點 普通傳統焊條產品，以國內品牌制造廠商的產品焊接工藝性能為比照對象，重點對碳鋼、低合金鋼、不銹鋼、鑄鐵、銅合金焊接用焊條，通過藥皮配方優化設計，控制其熔滴過渡類型，在具有優異的力學性能基礎上，使其具備最佳工藝性能，產品具有高的性價比，能顯著增強產品的市場競爭力。燒結焊劑在消化瑞士奧林康公司產品基礎上，立足國內原輔材料開發出氟堿型、硅鈣型、鋁鈦型等各種堿度燒結焊劑，高堿度不銹鋼專用焊劑產品、藥芯焊絲主要針對鈦型藥粉配方進行優化設計。 根據各種工況使用條件，研制特種焊接焊條、焊絲、燒結焊劑產品，目前在堆焊及新型材料配套焊材方面已開發了焊條、燒結焊劑多個品種，能夠很好地滿足各種耐磨、耐蝕、高溫等嚴酷條件的使用要求。 燒結焊劑生產工藝設計，生產設備的選型、設計制造，實現從原材料到最終產品的一條龍服務。技術指標 研制的產品在滿足國際國內標準要求的前提下，各種技術指標達到國內外同類產品的先進水平，特種焊材達到國外同類產品的先進技術指標。市場前景 目前國內焊材市場競爭十分激烈，而競爭的焦點即是產品的性價比，同時各種高端焊材產品又在很大程度上依賴于國外進口。充分立足本國的資源進行傳統產品的升級改造、高端特種焊材的國產化研制，有很大的前景。目前已與幾家焊材企業開展過合作，取得了明顯的經濟效益和社會效益。
南京工程學院
2021-04-13
燃料電池及其相關材料
能源危機與環境污染已成為限制當今人類社會發展的兩個問題，而解決能源危機與環境污染的主要手段就是大力發展新能源技術。新能源技術中的燃料電池技術以其環境污染少，發電效率高而得到人們越來越多的重視。在燃料電池中，燃料中的化學能直接轉化為電能，發電效率不受卡洛循環限制。目前最具有應用前景的是質子交換膜燃料電池技術和固體氧化物燃料電池技術。燃料電池技術應用的關鍵在與新材料的開發，基于材料的優化得到更好的燃料電池產電輸出性能。我們基于固態離子理論，設計了一系列燃料電池電極新材料及新結構，以提高電池輸出性能為目的，開發了一系列高性能的陽極功能材料，陰極層材料與新結構，并取得自主知識產權，申請發明專利多項，目前已有9項相關專利獲得授權，在國際上發表大量學術論文。在質子交換膜燃料電池制備方面，我們開發了低成本的熱噴涂法制備質子交換膜燃料電池的技術，并取得中國發明專利的授權，獲取自主知識產權，并得到應用，成功制備了50-1000 W的質子交換膜燃料電池電池堆，并改造后應用于便攜式電源設計與分散發電。結合使用儲氫材料罐，可得到一套車用發電系統；在固體氧化物燃料電池單電池制備方面，我們開發了一套基于陽極基底流延制備、電解質與陰極層噴涂制備共燒結的單電池制備工藝，并用于制備大面積的平板固體氧化物燃料電池，并組裝了平板電池堆，得到的單電池性能優越。在前期科技部863項目的資助下，我們開發了一系列陽極功能層材料，用于以甲烷、煤層氣以及生物質氣為燃料的固體氧化物燃料電池發電，得到了較好的發電穩定性和溫度適應性。目前，我們已經開發了便攜式的質子交換膜燃料電池發電裝置，可用于便攜式供電與不間斷電源；在前期大量的工作基礎上，我們還開發了完備的固體氧化物燃料電池材料生產技術和固體氧化物燃料電池單電池制備技術，將可以為將來的燃料電池產業化與商業應用提供基礎。●應用前景： 目前燃料電池技術應用的最大障礙在于其高成本、低穩定性，隨著人們對新能源技術進步的要求不斷提高和燃料電池技術的進步，燃料電池技術應用的市場將越來越大。目前燃料電池的低成本制備在新材料開發的促進下，取得了較大進展，燃料電池技術商業化示范運行目前已在美國、日本、德國等國家開展，技術成熟之后在世界范圍內將會有更大的市場前景。
南京工業大學
2021-04-13