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鋰離子電池電極材料
鋰離子電池負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，成功地制備了碳氣凝膠材料，通過控制制備條件，實現(xiàn)了碳氣 凝膠材料微結構人為裁剪與控制。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，鋰離子嵌在石墨結構中，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。碳氣凝膠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， 可以控制其孔洞結構和密度，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用。碳氣凝膠也可能成為電池 材料的理想選擇。
同濟大學
2021-04-11
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： 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)用于小型回熱式低溫氣體制冷機產(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、磁懸浮列車和超導發(fā)電機中冷卻其大型超導磁鐵、用于量子干涉儀（SQUID)、射頻天文望遠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
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，可以應用于制冷技術中。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)，用于小型回熱式低溫氣體制冷機中。 這種制冷機的制冷溫度在4.2K～20K，一般用在高技術領域，例如可用于醫(yī)用核磁共振成象儀、磁懸浮列車和超導發(fā)電機中冷卻其大型超導磁鐵、用于量子干涉儀（SQUID）、射頻天文望遠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?，F(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磁體已經(jīng)商品化。在這些新設備中，都必須使用磁蓄冷材料。
北京科技大學
2021-04-11
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(zhì)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(fā)明的優(yōu)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(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，在鋰空氣電池領域有廣泛的應用前景。
南開大學
2021-02-01
汽車輕量化與新材料
本項目在輕量化環(huán)保熱塑性復合材料開發(fā)及應用，智能材料開發(fā)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(fā)。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(yōu)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
2021-04-10
和軟化技術及配套材料
成果描述：系統(tǒng)研究從源頭消除或削減制革過程氨氮污染物的科學方法和技術原理，構建了無銨鹽脫灰和軟化技術，并研究開發(fā)了3種配套化工材料，為從源頭消除/削減氨氮排放提供了科學依據(jù)和技術支撐。 研究開發(fā)的高效無氨脫灰材料具有優(yōu)良的pH緩沖性、良好的脫鈣能力和較好的滲透性，用于制革脫灰，脫灰裸皮品質(zhì)良好，氨氮排放量降低95%，總氮排放量降低90%。 研究開發(fā)的無氨軟化助劑與現(xiàn)有的軟化用蛋白酶制劑一起應用于皮革軟化工藝中，能大幅降低軟化廢液中的氨氮濃度，有效脫除脫灰裸皮中的鈣，促進蛋白酶制劑對皮蛋白質(zhì)的水解。 在該方向已獲得國家授權發(fā)明專利2項，開發(fā)的材料已在我國皮化龍頭企業(yè)成功中試。市場前景分析：應用領域：制革工業(yè)；該成果可轉讓給皮化企業(yè)或直接在制革企業(yè)推廣應用。 市場需求：加工生產(chǎn)牛、羊、豬原料皮的制革企業(yè)都需要脫灰、軟化產(chǎn)品，而隨著企業(yè)環(huán)保意識的增強及各級政府環(huán)保執(zhí)法力度的提高，高效、安全的無氨脫灰和軟化產(chǎn)品的需求量正日益增加，無氨脫灰和軟化產(chǎn)品必將逐漸取代常規(guī)的銨鹽產(chǎn)品。與同類成果相比的優(yōu)勢分析：研究開發(fā)的高效無氨脫灰材料具有優(yōu)良的pH緩沖性、良好的脫鈣能力和較好的滲透性，用于制革脫灰，脫灰裸皮品質(zhì)良好，氨氮排放量降低95%，總氮排放量降低90%。 研究開發(fā)的無氨軟化助劑在軟化中的脫鈣效果優(yōu)于硫酸銨。無氨軟化廢液的總蛋白質(zhì)濃度明顯高于銨鹽軟化，而羥脯氨酸濃度并未顯著升高，表現(xiàn)出良好的使用安全性。 國內(nèi)領先。
四川大學
2021-04-10
光變色聚合物材料
光致變色聚合物具有光學各異性的晶體所特有的雙折射性，在某個溫度范圍內(nèi)兼有液體和晶體二者特性，也稱為流動的晶格。具有變色聚合物的多數(shù)物質(zhì)呈現(xiàn)螺旋狀分子結構的有機化合物構成，多數(shù)為液晶聚合物，通常螺距（P）在可見光范圍內(nèi)，當螺距為可見光區(qū)某一波長時，就顯示對應的色彩，如紅、綠、藍色，三基色是顯示各種顏色的基礎，三基色按照不同的比例合成產(chǎn)生千萬種顏色的變化。自發(fā)現(xiàn)100多年了，在幾度至幾十度，能達到寬溫100℃以上的變色材料很少，特別是變色聚合物研究起步晚，變色區(qū)間窄而不穩(wěn)定，東北大學制備的變色聚合物寬達250℃以上，最高達300℃以上，居國際領先，寬溫變色物質(zhì)為應用提供技術基礎。變色聚合物具有下列獨特性能： 1.修復功能，表明材料可以在高低溫之間反復使用。 2.光致變色性能。選擇反射與選擇透過：在外界光源照射下，垂直于觀察綠色聚合物膜時，看到綠色，即反射綠光，而透過光為紅光，即選擇透過；Bragg反射：斜觀察綠板為藍色或藍紫色，取決于觀察角度。這種獨特性能是其它物質(zhì)不具有的。以上性能性能用于防偽具有原創(chuàng)性。 本項目經(jīng)過十幾年的理論與技術創(chuàng)新研究，發(fā)明并研制出具有選擇反射的光功能高分子材料，實驗研究表明，它具有獨特的光學、電學和熱學性能，除可用作不可復制的防偽材料（它是集一級、二級和三級防偽于一身的防偽材料）外，還可以在光學（如光學開關、屏蔽材料）、輕工（如服裝、裝飾、涂層、紡織）、信息（新型大容量信息存儲材料）等領域獲得奇特的應用。 從表中可見彩色聚合物無論在研究與生產(chǎn)都具有原創(chuàng)性與先進性 獲7項專利，核心技術獲得國家技術發(fā)明二等獎。
東北大學
2021-04-11
抗菌不銹鋼功能材料
成果描述：近年來，不論是食品行業(yè)和醫(yī)療衛(wèi)生、還是一般家庭都對衛(wèi)生防菌意識日益提高，國內(nèi)外市場對抗菌制品的需求不斷增加。目前1Cr18Ni9Ti(奧氏體不銹鋼)、3Cr13(馬氏體不銹鋼)使用量大，具有代表性。本成果對上述兩種不銹鋼材料分別加入微量的銀或微量的銅，通過特殊的抗菌處理，使材料在機械性能不變的前提下具有很好的抗菌功能，并研究出該材料的加工工藝方法，為工廠試生產(chǎn)及在廚房、家電、衛(wèi)生潔具、醫(yī)療行業(yè)中得到應用奠定了基礎。市場前景分析：家電（洗衣機內(nèi)桶、冰箱內(nèi)膽）、廚房用具（刀具、鍋勺等）、衛(wèi)生潔具、醫(yī)院設備及手術器件等所用材料，對抗菌性能有一定要求的使用環(huán)境。目前國內(nèi)用于家電、裝飾、廚房、衛(wèi)生潔具用不銹鋼約400萬噸。若有1％的抗菌功能的不銹鋼材料取代普通不銹鋼，其特鋼生產(chǎn)廠家新增產(chǎn)值為14～16個億。該材料的使用廠家第二次效益會遠遠高于這個數(shù)字。與同類成果相比的優(yōu)勢分析：1、對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、綠膜菌，滅菌率達98％以上（按日本厚生省相關技術標準測定）。 2、抗菌不銹鋼與同類非抗菌不銹鋼相比生產(chǎn)成本增加不大于20％。 國內(nèi)領先。
四川大學
2021-04-11
柔性電子新器件新材料
微電子器件的發(fā)展方向和趨勢使人與信息的交互融合并推動微電子器件柔性化。柔性電子技術是將有機材料/無機薄膜電子器件附著于柔性基底上的新興電子技術，實現(xiàn)可變形、便攜、輕質(zhì)、可大面積應用等特性，并通過大量應用新材料和新工藝產(chǎn)生出大量新應用。它顛覆性改變傳統(tǒng)器件剛性的物理形態(tài)，實現(xiàn)信息與人／物體／環(huán)境的高效共融。
浙江大學
2021-04-10
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(chǎn)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(yōu)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(yōu)異的Li2O2/電極接觸界面，從而有利于充電過程中充分發(fā)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(xiàn)出優(yōu)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(yōu)于目前已報道的氧化物基催化劑。
廈門大學
2021-04-11