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材料學(xué)院周歡萍團隊和張艷鋒團隊在鈣鈦礦太陽能電池的重要進(jìn)展
《科學(xué)》報道材料學(xué)院周歡萍團隊和張艷鋒團隊在鈣鈦礦太陽能電池的重要進(jìn)展。
北京大學(xué)
2025-01-14
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新型人工電磁材料的開發(fā)與應(yīng)用 （左右手復(fù)合材料）
圍繞新型人工電磁材料傳輸特性、對稱及非對稱人工電磁材料、人工電磁材料對天線及其現(xiàn)代通信各頻段天線性能改進(jìn)等現(xiàn)代應(yīng)用，申報相關(guān)國家發(fā)明專利40多項，其中20多項已經(jīng)獲得授權(quán)，可以針對不同應(yīng)用解決新型人工電磁材料系列核心技術(shù)問題，達(dá)到微細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計、特性精確控制（調(diào)控）。主要合作單位有福建星海通信科技有限公司和中國船舶重工集團公司第七二五研究所廈門分部等。
廈門大學(xué)
2021-04-11
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一種釩酸鋰負(fù)極材料、負(fù)極、電池以及負(fù)極材料制備方法
本發(fā)明公開了一種釩酸鋰負(fù)極材料、負(fù)極、電池以及負(fù)極材料 的制備方法，屬于電池領(lǐng)域，釩酸鋰負(fù)極材料為核殼結(jié)構(gòu)，其核部為 釩酸鋰，其殼部為包覆層，釩酸鋰為納米級顆粒或者為納米級顆粒形 成的微米級的二次顆粒，所述包覆層厚度為 2～30nm，包覆層包括導(dǎo) 電性包覆層或/和穩(wěn)定性包覆層。通過化學(xué)氣相沉積方法以惰性氣體為 載氣將有機碳源帶入高溫反應(yīng)器中，在核部表面形成無定型碳或者石 墨化碳的導(dǎo)電性包覆層。采用真空鍍膜、磁控濺射、
華中科技大學(xué)
2021-04-14
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剛性室溫?zé)犭?em>材料和離子液體調(diào)制的柔性熱電材料方面研究
熱電材料是一種可以將熱能和電能進(jìn)行直接轉(zhuǎn)換的新能源材料，基于熱電技術(shù)制備的熱電發(fā)電或制冷器件具有無活動部件、無污染、無噪聲等優(yōu)點。傳統(tǒng)的經(jīng)典碲化鉍基室溫?zé)犭姴牧鲜悄壳拔ㄒ槐簧虡I(yè)化量產(chǎn)應(yīng)用的熱電材料，主要應(yīng)用于固態(tài)制冷。雖然該材料含有的Te元素豐度極低，并且力學(xué)性能不佳，但是自上世紀(jì)60年代被發(fā)現(xiàn)以來，一直被工業(yè)界沿用至今，沒有可替代的材料。隨著物聯(lián)
南方科技大學(xué)
2021-04-14
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透明防偽材料—光變色薄膜
根據(jù)多層膜光學(xué)干涉的原理，當(dāng)光線照射到薄膜，在進(jìn)入各膜層時由于各膜層的光 學(xué)性質(zhì)不一樣使得有些光相干相長，有些光相干相消，隨著觀察者視角的變化薄膜呈現(xiàn) 不同的顏色。早在 1973 年加拿大國家研究院的 J.A.Dob-railski 等人就預(yù)見了變色薄 膜在防偽領(lǐng)域中的應(yīng)用前景，并于 1987 年首次應(yīng)用于 50 圓的貨幣上。稍后美國人也研 制出有金色變到綠色的全介質(zhì)變色薄膜。再以后又有人與瑞士 SICPA 公司合作將變色薄 膜作為顏料摻入到油墨中，研制成光變色油墨。現(xiàn)在許多國家的護(hù)照、簽證和貨幣上都 用上了光變色油墨。 光變色薄膜的光變色功能來自于多層膜的復(fù)合特性，光變色效果與組成該薄膜的各 膜層的材料性質(zhì)、厚度以及膜層之間的組合有關(guān)。薄膜多采用金屬膜與金屬氧化物介質(zhì) 組合，用物理方法（如熱蒸發(fā)、電子束或離子鍍、磁控濺射等）鍍制薄膜。金屬氧化物 介質(zhì)膜用物理方法鍍制質(zhì)量控制比較困難，效率低，成本也比較高。同濟大學(xué)課題組用 氣凝膠或有機材料替代金屬氧化物，材料性能穩(wěn)定，可進(jìn)行大面積快速涂膜，效率大大 提高，成本也很低。
同濟大學(xué)
2021-04-11
變儲能建筑材料
相變儲能建筑材料是一種新型建筑節(jié)能功能材料，利用相變儲能材料可以使傳統(tǒng)能 源和可再生能源在時間和地點上進(jìn)行流轉(zhuǎn)，自動優(yōu)化能源供應(yīng)和需求之間的匹配，屬于 智能能源概念，在建筑中應(yīng)用這種材料可以顯著提高建筑物的能源利用效率。其應(yīng)用方 式主要有兩種。 一為通過相變儲能建筑材料提高建筑物對太陽能等可再生能源的利用率，降低建筑 物對傳統(tǒng)能源的消耗。冬季，太陽能熱豐富的時間為晴天和白天，而我們對太陽能熱需 求的時間是晚上和陰天，二者之間存在明顯的時間不匹配性。利用相變儲能建筑材料蓄 存白天和晴好天氣時的太陽能，在夜間或陰天將蓄存的太陽熱釋放出來，使得建筑物利 用太陽能的時間從白天和晴天延長到夜間和陰天，提高建筑物利用太陽能的量。 第二種方式為利用相變儲能建筑材料開發(fā)電力峰谷差“綠色能源”。在盛夏或嚴(yán)寒時 節(jié)，空調(diào)或其它取暖設(shè)備往往集中使用，造成電力緊張，供不應(yīng)求，而在其它時段又出 現(xiàn)電力過剩的現(xiàn)象，出現(xiàn)所謂的電力峰谷現(xiàn)象。為消除峰谷現(xiàn)象，電力公司將峰時電價 定為谷時電價的數(shù)倍，以鼓勵電力用戶多使用谷時電。在電力需求的波谷時段，可采用 相變儲能復(fù)合材料蓄存由空調(diào)或制熱設(shè)備產(chǎn)生的冷量和熱量，用于電力波峰時段，降低 空調(diào)等設(shè)備在波峰時段的用電強度，可從用戶側(cè)的角度減小電力峰谷差，實現(xiàn)節(jié)電、節(jié) 能和節(jié)約資源的效果。 此外，相變儲能建筑材料還可提高建筑物的熱穩(wěn)定性和熱惰性，減緩建筑物室內(nèi)的 溫度波動，在提高室內(nèi)熱舒適度的同時，降低空調(diào)制冷或加熱設(shè)施的啟、停頻率和運行 時間，并達(dá)到降低建筑能耗的目的。
同濟大學(xué)
2021-04-11
鋰離子電池電極材料
鋰離子電池負(fù)極材料主要包括天然石墨、人造石墨、焦碳和碳纖維等。作為電極材 料的活性物質(zhì)，對碳材料的要求有許多方面：如放電比容量、顆粒大小和比表面積、電 極極化性能、充放電穩(wěn)定性等。目前國內(nèi)外有許多研究單位在探索新的制備工藝來改善 電極性能。 采用常壓干燥技術(shù)，成功地制備了碳?xì)饽z材料，通過控制制備條件，實現(xiàn)了碳?xì)?凝膠材料微結(jié)構(gòu)人為裁剪與控制。這些新型儲能器件具有重量輕、體能密度高、無污染 等優(yōu)點，是新一代綠色能源材料。多孔碳電極用于鋰電池將優(yōu)于枝晶鋰電池，傳統(tǒng)的電 極充電時枝晶會在陰極上成核，當(dāng)枝晶越過電極跨度時將造成短路，從而限制了充電次 數(shù)。用多孔碳做電極時，鋰離子嵌在石墨結(jié)構(gòu)中，防止了鋰金屬的沉積和枝晶的形成， 而豐富的孔洞可提高電極與電池溶液的接觸面積。碳?xì)饽z是由間苯二酚和甲醛在堿性 催化劑作用下，通過溶膠-凝膠和炭化工藝制備而成的。通過控制水和催化劑的用量， 可以控制其孔洞結(jié)構(gòu)和密度，它的干燥過程也正由管來的超臨界干燥向常壓干燥發(fā)展， 以便降低氣制備成本，改善其性能，使其得到更廣泛的應(yīng)用。碳?xì)饽z也可能成為電池 材料的理想選擇。
同濟大學(xué)
2021-04-11
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新型稀土磁性蓄冷材料
磁性蓄冷材料是在90年代初被發(fā)現(xiàn)的。這些材料用于制冷機中后，使得商用制冷機的溫度可達(dá)2K，效率有了突破性提高（以往這種制冷機中使用的蓄冷材料只有鉛，但是因為鉛的比熱容在15K以下急劇下降，使得小型制冷機在10K溫度以下制冷效率幾乎為零，商用制冷機的最低制冷溫度在8K左右）。使用磁性蓄冷材料的最大特點在于不需要重新建立一個制冷體系，只要將商品化的氣體制冷機中的蓄冷材料換成磁性蓄冷材料。 Er-Ni系列磁性蓄冷材料的指標(biāo)： 比熱容峰值：5K~20K； 在10K以下的比熱容峰值為0.35~0.81J/cm3.K； 4K到20K的比熱容積分∫CdT是5.5J/cm3 新型稀土磁性蓄冷材料已經(jīng)用于小型回?zé)崾降蜏貧怏w制冷機產(chǎn)品中。這種制冷機的制冷溫度在4.2K～20K，一般用于醫(yī)用核磁共振成象儀、磁懸浮列車和超導(dǎo)發(fā)電機中冷卻其大型超導(dǎo)磁鐵、用于量子干涉儀（SQUID)、射頻天文望遠(yuǎn)鏡的傳感器探頭和軍用紅外探測器中以提高其靈敏度，并用于低溫冷疑高真空泵中等等。使用了這種新型稀土磁性蓄冷材料替代傳統(tǒng)蓄冷材料以后，可以使醫(yī)用核磁共振成象儀等不用灌注液氦，每年僅每臺醫(yī)用核磁共振成象儀就可以節(jié)約16萬人民幣。
北京科技大學(xué)
2021-04-11
新型稀土磁性蓄冷材料
新型稀土磁性蓄冷材料是一種高熵密度磁性材料(high entropy magnetic materials)，高熵密度磁性材料這一概念是磁性材料用于制冷工程時提出的。它的特點是材料的磁熵發(fā)生變化時會出現(xiàn)大的吸熱與放熱效應(yīng)，可以應(yīng)用于制冷技術(shù)中。利用磁性材料在經(jīng)歷磁相變時發(fā)生的磁熵變化，可以將高熵密度磁性材料作為磁蓄冷材料(magnetic regenerator material)，用于小型回?zé)崾降蜏貧怏w制冷機中。 這種制冷機的制冷溫度在4.2K～20K，一般用在高技術(shù)領(lǐng)域，例如可用于醫(yī)用核磁共振成象儀、磁懸浮列車和超導(dǎo)發(fā)電機中冷卻其大型超導(dǎo)磁鐵、用于量子干涉儀（SQUID）、射頻天文望遠(yuǎn)鏡的傳感器探頭和軍用紅外探測器中以提高其靈敏度，也可以用于低溫冷疑高真空泵中等等。以往這種制冷機中使用的蓄冷材料只有鉛。由于鉛的比熱容在15K以下急劇下降，使得小型制冷機在10K溫度以下制冷效率幾乎為零，制冷溫度難以低于8K。要得到低于8K的制冷溫度，只得附加效率極低的J-T回路。為了提高低溫制冷機的制冷效率，在過去的幾十年中，人們都在努力尋找在20K以下具有高比熱容的材料。具有實用價值的Er—Ni系列磁性蓄冷材料是在90年代初被發(fā)現(xiàn)的。這些材料用于制冷機中后，使制冷機的效率有了突破性提高。 磁性蓄冷材料的最大特點是不需要重新建立一個制冷體系，只要將商品化的氣體制冷機中的蓄冷材料換成磁性蓄冷材料，就可大大提高制冷機效果。因此磁蓄冷材料正在取代原來的蓄冷材料金屬鉛。而且由于磁性蓄冷材料的出現(xiàn)，推動了低溫制冷機的發(fā)展。現(xiàn)在，不用灌液氦，用制冷機帶動的醫(yī)用核磁共振成象儀和超導(dǎo)磁體已經(jīng)商品化。在這些新設(shè)備中，都必須使用磁蓄冷材料。
北京科技大學(xué)
2021-04-11
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鋰空氣電池及相關(guān)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(zhì)量組成：催化劑為 5-30％，碳材料為 40-80％,粘結(jié)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(fù)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(dǎo)炭黑、碳纖維、石墨烯、超導(dǎo)炭黑、科琴黑、聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩一種或兩種。粘結(jié)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(fā)明的優(yōu)點是：該催化劑可促進(jìn)氧的還原，降低充電過電位，在鋰空氣電池中表現(xiàn)出優(yōu)異的電催化性能；而且該催化劑工藝簡單，采用環(huán)保無毒的試劑，在鋰空氣電池領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。
南開大學(xué)
2021-02-01