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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
多波長激光防護玻璃材料
自激光問世以來，各種激光器在軍用武器與裝備、民用等領域得到了廣泛的發展和應用，激光致盲武器、防空激光武器、大型激光攻擊武器、激光制導、激光測距儀、激光目標指示器、激光瞄準儀、激光雷達等各種激光武器和激光軍用設備在現代高科技戰爭中，發揮著重要的作用。其中激光致盲武器是目前各種軍事裝備（如飛機、坦克、艦艇）和步兵已普遍實用的一類攻擊型武器，由于激光的能量
南京工業大學
2021-01-12
仿生液體復合膜材料
隨著工業生產的加快以及人類生活品質的提高，對多相分離中的分離效率和膜材料的使用壽命都有了更高的要求。本項目旨在研究制備仿生液體復合膜材料。通過仿生多孔膜材料與功能液體的協同物理化學設計，制備的仿生液體復合膜材料突破傳統固/液界面設計的限制，應用全新的動態固/液/液界面設計制備液體復合膜材料，可用于污水處理和工業生產中的油/氣/水分離，較傳統商業膜在抗污節能，力學性能，耐用性和使用壽命等方面有顯著提高。同時通過構筑應力響應等仿生響應性液體復合膜材料，也將為實現新型智能可控膜體系的構建與成果產業化提供技
廈門大學
2021-01-12
高頻用軟磁薄膜材料
在信息產業飛速發展的今天，為了滿足人們對于手機、計算機、便攜式數碼設備等電子產品進一步輕便、小巧等的使用需求，必須使其核心的電磁元器件向微型化、薄膜化、集成化等方向發展。隨著電路中的射頻磁器件的體積不斷縮小，使用頻率不斷提高，傳統的鐵氧體材料由于其飽和磁化強度低，使其在GHz使用頻率下無法保持高的磁導率，這就迫切需要開發一種能夠應用于GHz頻率范圍的高頻軟磁薄膜材料。目前國內外的科研人員采用不同方法研究并制備了多種軟磁薄膜材料，如CoPdAlO（Sharp公司）、CoZrTa（Intel公司）、Co
廈門大學
2021-01-12
新型硅碳復合負極材料
負極材料是鋰離子電池的主要組成部分，起鋰離子存儲作用。負極材料的性能直接決定鋰離子電池倍率性能和循環性能。目前商用化的負極材料主要為石墨，受到理論比容量的限制，石墨材料已無法滿足鋰離子電池能量密度的持續發展。硅材料由于其高儲鋰容量、適中的對鋰電位等性能優勢和資源豐富、成本低等商業優勢，受到鋰電行業追捧。經過長期的開發，硅負極已部分應用到高能量電池負極中。目前鋰電行業中，硅材料主要以較小比例（~5%）硅負極與碳復合后，再與石墨混合使用，貢獻較低，且循環性能差，未能全
廈門大學
2021-01-12
鋰空氣電池及相關材料
該項目涉及一種含新型催化劑的鋰空氣電池正極及其制備方法。 鋰空氣電池正極材料的質量組成：催化劑為 5-30％，碳材料為 40-80％， 粘結劑為 5-30％。催化劑為金屬納米顆粒(20-60nm)高分散在微米級 的碳片上的復合材料；所述金屬納米顆粒為鈷、鎳、銅、鋅、錳、鉻、 鉬、釩或釔。碳材料包括乙炔黑、超導炭黑、碳纖維、石墨烯、超導 炭黑、科琴黑、聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩一種或兩種。粘結劑為聚四 氟乙烯、聚偏二氟乙烯、羧甲基纖維素鈉、聚乙二醇和丁苯樹脂一種 或兩種以上。本發明的優點是：該催化劑可促進氧的還原，降低充電 過電位，在鋰空氣電池中表現出優異的電催化性能；而且該催化劑工 藝簡單，采用環保無毒的試劑，在鋰空氣電池領域有廣泛的應用前景。專利號：201310524508.7
南開大學
2021-04-13
新型油田固井材料研究
由材料科學與工程學院姚曉教授主持承擔的國家“863”計劃項目——“油田固井用水泥基多功能復合材料”，在油田固井用水泥基多功能復合材料的制備技術、生產工藝、過程控制方法和應用技術方面取得了突破性的創新成果，所開發的油井水泥晶體膨脹劑（發明專利申請號：200510094587.8）和油井水泥防漏增韌劑（發明專利申請號：200510094588.2），擁有自主知識產權。產品具有晶體雙膨脹、增韌、低濾失和防漏等多種功能，可提高油氣井的防竄能力和水泥環的抗裂性能，整體技術處于國際領先水平。研究成果打破了國內油田固井材料的傳統觀念和產品格局，成為油田固井材料的更新換代產品，成功地在大慶、勝利、大港、中原、吉林、長慶、江蘇、青海、河南、吐哈、玉門、華北、冀東、塔里木和延長油礦等十多個油田的近600口天然氣井、地質勘探井、調整井、水平井、小間隙側鉆井、欠平衡井和開發井等不同類型的油氣井中得到推廣應用，解決了老油田調整井和國家發改委“十五”重點建設項目（西氣東輸）青海澀北氣田（西氣東輸氣源區）長期存在的固井竄、漏技術難題，固井質量顯著提高，有效地減少了油氣資源散失，延長了油氣井開發壽命，提高了油氣資源利用率。為油田創造直接經濟效益2000多萬元，間接經濟效益5億多元，其經濟效益和社會效益顯著。
南京工業大學
2021-04-13
新型硼基鋰電負極材料
首先設計合成了 Fe2B 間隙化合物，其中包含一維硼鏈結構和高導電的 Fe 主體網絡，該化合物表現出與純硼截然不同的電化學性質， 1400 次循環后基于 B 計算的容量可達 10700 mA h/g 。高導電的 Fe 基質和高分散的一維硼鏈結構首先激活了部分 B 的儲鋰潛能，并且在循環反應過程中 Fe 基質不斷將硼鏈分散成單原子，從而實現了更高效的儲能。然而，由于間隙化合物中 B 的質量含量過低，材料整體容量不符合實際需求。研究者隨后通過熱力學計算發現 B2O3 與鋰發生電化學反應的標準吉布斯自由能變僅為 -489 kJ/mol ，即發生該反應的逆反應發生僅需克服 489 kJ/mol ，遠小于可逆負極材料 Fe2O3 和 SnO2 。?
北京大學
2021-04-11
金屬基復合材料（MMCS）
金屬基復合材料是近幾年來迅速發展起來的一種高技術的新型工程材料，它具有高的比剛度，比強度，優良的高溫性能，低的熱膨脹系數以及良好的耐磨、減摩性。由于其優良的加工、成型性能，明顯的性能價格比之優勢，在世界許多國家，如美國、英國、日本以及印度、巴西等對它的研究和應用開發正多層次大面積的展開。金屬基復合材料的成功應用首先是在航空、航天領域，如美國宇航局（NASA
西安交通大學
2021-01-12
耐磨耐腐蝕合金材料
研發階段/n項目簡介：耐磨耐蝕合金材料廣泛應用于通用機械產品，如泵用葉輪、泵殼、泵蓋，閥門閥體、閥蓋，離心轉子等所有過流部件。這些產品經常承受特殊固體介質的機械磨損、液體介質的化學腐蝕、汽蝕和沖蝕磨損，以及高溫氧化，工況條件十分惡劣。我院研制的耐磨耐腐蝕合金材料廣泛應用于冶金、礦山、電力、化工、建材等行業，具有優良的耐磨性、耐蝕性和抗沖擊力，取代高鉻鑄鐵、鎳硬鑄鐵、高錳剛及不銹鋼等材料，用于制造磨球、襯板、渣漿泵（閥）、風機等易損件，以及高溫耐磨件，其壽命比常規材料提高兩倍以上，優良的工藝性能，其性
湖北工業大學
2021-01-12