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我校赖超老师在金属锂电池研究方面取得重要进展
面向高密度储能体系的需求，金属锂负极由于具有最高的理论容量和最低的标准电极电势的优点而广受关注。但同时它也存在易产生枝晶和库伦效率低等问题，极大的阻碍了锂金属电池的商业化。针对这一问题，赖老师课题组首次明确提出了“疏锂排斥”的金属锂负极保护机制。该工作被JACS的审稿人评价为“a very interesting and impressive technique”和“commercially available, environmentally benign andjust needs small amount”，在锂金属电池中展现了较高的应用价值。该论文第一作者为我校2015级硕士研究生戴宏柳。
此外，赖老师课题组与南开大学梁嘉杰和陈永胜老师课题组合作，设计了一种三维多层次三维孔结构骨架，即连续的银纳米线被组装到互相连接的3D石墨烯骨架上，形成双网络结构。在这种独特的双网络结构中，可有效约束锂的沉积过程，并极大的缓解金属锂负极长循环过程中体积膨胀问题。该项研究工作发表于Advanced Materials后, 引起了广泛的关注，被科技日报以《锂电池“长寿密码”找到》头版、人民网和新华网等媒体广泛报道。该论文第一作者为我校2016级硕士研究生薛攀。
江苏师范大学
2021-04-28
在高效钙钛矿太阳能电池研究方面的进展
以传统两步法为基础，设计提出了钙钛矿籽晶诱导生长的两步旋涂法，通过在碘化铅薄膜中引入含铯钙钛矿籽晶，使籽晶提供后续钙钛矿生长的成核位点，引导高质量薄膜生长，解决两步法中无机阳离子的有效掺杂问题。通过籽晶诱导，可实现对成核和晶粒大小的精确调控，有效掺入无机Cs离子，器件的能量转化效率提升至21.7%，同时，器件在AM1.5G太阳光下持续工作140小时后，仍然保持超过60%的初始效率，远优于传统两步法数小时的稳定性。图1. a) 籽晶法制备钙钛矿薄膜过程示意图。 b) 光致发光显微原位探测籽晶法中钙钛矿实时生长过程。 进一步的，赵清教授课题组设计了氯化铯增强碘化铅前驱液两步法，在进一步提高钙钛矿薄膜中碱金属离子含量的同时，减缓钙钛矿的成核、生长过程，获得了具有更大晶粒、更低缺陷态密度的钙钛矿多晶薄膜。基于此制备得到的平面正式钙钛矿薄膜太阳能电池器件具有更高的能量转化效率22.1%、器件的长时间工作稳定性也得到了提高，在AM1.5G太阳光下工作70小时后，依然能够保持90%的初始效率。在两步法制备钙钛矿薄膜与太阳能电池器件方面，对碱金属离子的均匀高效掺入、器件性能的提高等问题提供了新的思路。
北京大学
2021-04-11
高能量、长寿命的水系可充放 镍铋电池
利用三维高结晶度的Bi纳米结构抵消储能转换反应引起的结构内应力，成功构筑了首款可充放的Ni//Bi电池（Adv. Mater., 2016, 28, 9188–9195．）。为了进一步提高镍铋电池的能量密度和寿命，该团队在前期基础上最近通过原位活化的策略制备了一种高载量的三维多孔的铋-碳复合材料，作为水系镍铋电池的高性能负极材料。这种多孔氮掺杂的碳三维结构不仅可以实现高载量铋的均匀负载，而且可以提供快速的电子传输和离子扩散的通道，有利于提高电极的容量和倍率性能。因此，制备的铋-碳复合电极具有很好的润湿性和活性面积，表现出较高的容量（2.11 mAh cm-2和166.2 mAh g-1）和优异的倍率性能（2.11 mAh cm-2和120 mA cm-2）。更重要的是，基于这种铋-碳复合材料为负极，Ni-NiO为正极组装的柔性镍铋水系可充放电池具有很高的能量密度（16.9 mWh cm-3）和出色的循环寿命（充放电5000次后仍有94%的容量保持率），优于很多研究报道的水系电池。
中山大学
2021-04-13
低成本、高性能燃料电池催化剂的合成方法
本项目为高分散负载高活性贵金属质子交换膜燃料电池催化剂的可控制备技术。采用低成本的原位还原技术制备了高性能的非铂基燃料电池催化剂，可用于氢-氧燃料电池，甲醇-空气燃料电池等系统中。质子交换膜燃料电池因其理论比容量高(33 kWh/kg)、电流密度大、工作温度低、污染小等优点成为最先进的二次能源新技术。 燃料电池的核心技术是制备高效、长寿命的电极材料催化剂。目前的商用催化剂主要是高负载量的铂基催化剂。西安交通大学电信学院杨光教授及其课题组在高性能、低成本催化剂的合成和应用上取得重大突破，开发出了钯基燃料电池膜电极催化剂的新型制备工艺，该制备技术所需设备简单、工艺路径易于实现，合成的催化剂性能类似于目前掺加60%铂的商用催化剂，实现了催化剂的无污染快速制备。该合成方法的最大优点是将燃料电池催化剂的功率成本降低到目前商用催化剂成本的2%。
西安交通大学
2021-04-11
氮掺杂碳中空微球在燃料电池阴极中的应用
成果介绍项目采用氮掺杂碳中空球为直接甲醇燃料电池阴极材料，构建了直接甲醇燃料电池器件，提高燃料电池的比能量、比功率、循环寿命。技术创新点及参数采用无模板法控制合成氮掺杂碳中，空球实现分子水平上对材料构筑过程及对该含氮多孔材料结构、组成及其对氧还原催化活性的有效调控。市场前景在当前环境下，寻找新型高效的催化剂以降低贵金属铂的用量，并对氧还原反应保持较高的催化活性，已成为当前研究的一个重要课题，该项目未来社会意义和经济意义重大。
东南大学
2021-04-13
固体氧化物燃料电池相转换流延法制备技术
成果创新点 应用于分布式能源 1.开发的相转化流延技术制备的直孔新型阳极，可有 效提升 SOFC 电池性能且降低电池制备成本 50&，同时此电 池制备技术还易于扩展到其它种类电池电极的制备中； 2.结合叠压法制备的 5x5 和 10x10（cm）单电池性能稳 定，650 度功率超过 600mW/cm2@0.7V, 已给国内多家单位 供货。 技术成熟度 小试中试阶段
中国科学技术大学
2021-04-14
一种固体氧化物燃料电池多堆集成结构
本发明属于燃料电池领域，并公开了一种固体氧化物燃料电池 多堆集成结构，包括配气装置、二级配气缓冲腔、固体氧化物燃料电 堆、排气装置和一级排气缓冲腔，所述配气装置包括配气总管和一级 配气缓冲腔；每个所述二级配气缓冲腔分别通过二级配气支管组与所 述固体氧化物燃料电堆连接；所述固体氧化物燃料电堆连接所述排气 装置，所述排气装置的数量为两个，每个所述排气装置均包括二级排 气支管、二级排气缓冲腔、一级排气缓冲腔和排气总管。本发
华中科技大学
2021-04-14
一种液态或半液态金属电池荷电状态估计方法
本发明公开了一种液态或半液态金属电池荷电状态估计方法， 根据电池的等效电路获取状态空间表达式；通过参数辨识，获取等效 电路参数与 SOC 的函数关系；根据等效电路参数初始值以及电池欧姆 内阻、电池电动势与 SOC 的函数关系，获取系统矩阵初始值、控制输 入矩阵初始值以及观测矩阵；采用扩展卡尔曼滤波算法，获取状态估 计时间更新矩阵和误差协方差时间更新矩阵；从中提取电池的 SOC 的 预测值、极化电压和扩散电压、获取电池电动势的值、以及欧姆内阻 压降；根据电池电动势、极化电压、扩散电压以及欧姆内阻压降，
华中科技大学
2021-04-14
高性能低铂燃料电池催化剂的产业化
设计一种有效结构来提高铂催化剂的活性和稳定性，切实地大幅度降低铂金属的用量，同时具有易于放大推广的特点，对于推动燃料电池产业化发展具有重要意义.本项目涉及专利2项。
南京大学
2021-04-14
用于快充锂离子电池的大尺度单层颗粒电极设计
本成果提出了一种由大尺度单层颗粒组成的电极结构，该电极具有垂直于集流体的载流子传输通道，能够解决高载量电极所面临离子传输速率慢的问题。将红P负载到具有垂直排列纳米通道（~22nm）的大块石墨烯基颗粒中（红P/VAG，~60μm），设计了由大尺度单层红P/VAG颗粒组成的电极。所设计的电极能够同时实现锂离子电池的快速充电和高的能量密度，具有非常广阔的应用前景和巨大的商业价值。
华中科技大学
2022-07-05