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有机电极材料在锂电池中的实际应用前景分析
中国科学院院士、南开大学教授陈军团队受Nature子刊《自然评论·化学》编委会邀请，发表题为“有机电极材料在锂电池中的实际应用前景分析”的综述论文。该文章深入阐述了有机电极材料的结构特征、作用机理、构效关系等，着重分析了有机电极材料的实际现状和应用前景，有助于学术界和工业界充分了解有机电极材料的实际应用潜力和待解决的问题，有望激发更多应用导向的研究工作，进而促进未来有机电池的商品化应用。文章第一作者为卢勇博士，通讯作者为陈军院士。
锂离子电池目前广泛应用于各类便携式电子设备，在人类社会的信息化、移动化、智能化、社会化等方面凸显作用，并有望在电动汽车和智能电网等领域大规模应用。商品化锂离子电池的正极材料主要是无机过渡金属氧化物和磷酸盐，其中过渡金属资源大都不可再生，电池回收利用技术复杂、成本高，从长远的角度来看可能会面临资源短缺等难点问题。因此，可循环再生的电极材料开发已成为电池领域的学术前沿和重大需求。
有机电极材料由于含有丰富的碳、氢、氧等元素而显现出可再生、绿色环保、低成本和高容量等优点，近年来受到了广泛的关注。有机电极材料的制备具有合成创造的特点。有机电极材料一般可以从植物中（比如玉米等作物和苹果等果蔬）直接提取或者以生物质材料为原料通过简单的方法制备得到；在有机材料提取制备、电池装配和回收过程中产生的二氧化碳又可以被植物吸收利用，因而体现了很好的循环和可再生性。然而，有机电极材料还面临着在电解液中溶解度大、导电性差、密度低等难点问题，其材料特征、作用机理、构效关系等亟待深入理解。
陈军院士团队的综述论文围绕有机电极材料的未来发展提出见解。文章指出，有机电极材料具有结构可调控特点。根据不同的分子结构和反应电位，有机材料在实际应用中可作为正极或者负极活性材料。文章首先讨论了有机电极材料本身的各种关键性质，包括材料的能量密度、功率密度、循环寿命、密度、电导率、能量效率、价格、资源可用性和热/化学稳定性。其中能量密度、功率密度和循环寿命是材料的基本电化学性质，这些性质会受到材料密度和电导率的影响，其他因素如稳定性和价格等也是必须要考虑的问题。接着从实际电池应用角度分析了电极中活性物质的单位面载量和电解液用量等因素对全电池性能的影响。最后利用软件对以有机材料为正极或者负极的实际锂电池体系进行了模拟，得出了相关电池体系的性能（如整体能量密度、功率密度）和价格等参数。结果表明，n型有机正极材料特别是羰基化合物具有较好的实际应用前景。
南开大学
2021-04-11
一种复合量子点电极材料及其制备方法和应用
本发明公开了一种复合量子点电极材料及其制备方法和应用，属于光电化学电极材料技术领域，包括如下步骤：将钛基材料打磨、清洗后，浸泡于第一酸性溶液中以去除氧化膜，后将钛基材料置于第二酸性溶液中，以制得钛基体；将钼源溶于水中同时调节pH值，并加入硫源后，进行热反应，得到MoS<subgt;2</subgt; QDs；将MoS<subgt;2</subgt; QDs、锑盐、稀土金属盐按预设比例混合溶于浓酸的醇溶液中以制得浸渍液；将钛基体进行清洗、干燥后，完全浸没在浸渍液中，经一系列处理后，得到复合量子点电极材料；本发明制得的电极材料具有导电性强、电催化活性高、耐腐蚀性能优异、稳定性持久等优点，能够用于油田聚合物驱油。
南京工业大学
2021-01-12
固定化磷脂酶A1在制备磷脂DHA中的应用
本发明提供了一种固定化磷脂酶A1在制备磷脂DHA中的应用，具体过程为，六水硝酸钴和2‑甲基咪唑分别溶于无水甲醇得到六水硝酸钴溶液和2‑甲基咪唑溶液，将2‑甲基咪唑溶液滴加至六水硝酸钴溶液中，搅拌反应、静置、干燥，得到ZIF‑67纳米材料，将ZIF‑67纳米材料于磷酸钠缓冲液中混悬，加入磷脂酶A1溶液，调节pH，置于摇床孵育，离心、干燥，获得ZIF‑67纳米材料固定化磷脂酶A1；将游离脂肪酸和大豆卵磷脂组成的底物和固定化磷脂酶A1在有机反应体系中进行催化反应，分离纯化获得磷脂DHA。固定化磷脂酶A1，稳定性好，催化制备磷脂DHA，DHA掺入率高达51.04%。
南京工业大学
2021-01-12
涉硫石化装置运行风险评估与预警技术及其应用
该项目研发了石化装置运行风险预警系统，实现了基于风险分级的石化装置风险预警与检验。项目提出了基于标志性气体与温度变化相复合的热自燃预警临界判据；提出建立了新型管道泄漏点定位模型与算法；提出了集硫腐蚀监测、热自燃及装置失效泄漏风险动态评估和寿命预测为一体的石化装置风险预警技术。
南京工业大学
2021-01-12
一种高产胞外多糖的根瘤菌LX及其应用
本发明提供一种高产胞外多糖的根瘤菌LX及其应用，属于生物技术领域，根瘤菌LX保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏时间为2025年2月28日，保藏编号为CCTCC M 2025321；根瘤菌LX菌株能够在常规发酵培养基中高效合成胞外多糖，其发酵过程具有成本低廉、操作简便、周期短、产量高（可达30g/L）的特点，展现出显著的规模化生产优势；根瘤菌LX的发酵液或胞外多糖能显著增强植物抵抗盐碱和干旱胁迫的能力，且所需用量较少。
南京工业大学
2021-01-12
适用于紫色页岩土壤的柑橘专用配方肥及应用
该成果具体涉及一种适用于紫色页岩土壤的柑橘专用配方肥的制备及其应用。特征是，肥料中有效元素以纯养分计的重量百分比为：氮：14-18；五氧化二磷：8-10；氧化钾：8-12；腐殖酸：8；纯硼0.05-0.08和氧化锌0.6-1，或氮：12-15；五氧化二磷：6-10；氧化钾：12-15；腐殖酸：8.该成果的柑橘专用配方肥更适用于三峡地区柑橘园，解决了该地区柑橘密度过大、施肥种类单一、肥料配比不合理且导致肥料利用率不高和产量、品质下降等问题。应用该成果，连续两年纽荷尔脐橙增产38.53%，23.04%，罗伯逊脐橙增产10.68%，21.14%，红肉脐橙为25.7%，15.38%；果实维生素C含量提高2-5mg/100g。果实商品性好。
市场预期：专利产品在宜昌、丹江口、郴州、南丰等地开展示范试验。然后大量投放市场，现推广施用面积已达100万亩以上。截止2013年12月专利产品的柑桔专用配方肥已生产77000吨，新增销售额16940万元，新增利润2502万元。
成果完成时间：2010年2月
华中农业大学
2021-01-12
优质健康猪重要候选基因挖掘分子育种标记开发与应用
1. 构建了猪基因素材的高效挖掘平台与分子育种标记开发技术体系。率先设计、建立了猪第一代寡核苷酸基因芯片的技术操作流程；优化了猪基因芯片的非特异过滤方法；开发了猪CRISPA/Cas9基因组编辑系统的sgRNA设计及脱靶效应评估软件获得软件著作权，创建了多个病毒和细菌刺激的细胞和活体模型，发展了多个基因组学技术，实现了猪基因素材高效挖掘平台与分子育种标记开发技术体系的构建。
2. 开发了10个用于优质健康猪培育、具有自主知识产权的分子育种标记。筛选出猪重要候选基因589个，向GenBank提交基因序列80条，鉴定到24个与产肉、免疫性状显著关联的基因突变，取得10个具有自主知识产权的分子育种标记。
3. 构建了适用于优质健康猪培育的多标记聚合育种技术体系，取得了明显社会经济效益。
该项目实现了猪产肉性状、抗病性状基因的批量挖掘与验证，开发出一批分子育种标记，建立了多标记聚合辅助育种技术体系，为湖北及我国优质健康猪的培育提供了丰富基因资源和技术支撑，取得了良好社会经济效益。
成果完成时间：2016年
华中农业大学
2021-01-12
PMSM及其驱动系统在蓄电池机车中的应用研究
本项目针对传统矿用蓄电池机车在运输的过程存在直流电机维护困难、蓄电池的使用寿命、蓄电池机车的制动和电能损耗等问题，研制了适用于煤矿防爆特殊型蓄电池电机车用的永磁同步电动机及其调速器，形成矿用隔爆蓄电池永磁同步牵引电机车及其控制系统。PMSM 及其驱动系统在蓄电池机车中的应用为解决传统矿用蓄电池机车运输过程中的问题提供了新的方法。
（1）输入电压：根据电机车的实际电池电压。
（2）输出功率：根据电机车的力矩和功率要求。
（3）控制要求：平滑调速，性能稳定。
（4）电池管理：要求有电量指示系统，电池电量不足是自动停机并配有应 急启动系统。
安徽理工大学
2021-04-13
复杂工程场地强地震动传播模拟及应用关键技术
本项目以复杂工程场地土体动力特性及其对强地震动传播影响的基础理论和应用方法为研究对象，揭示了场地地形地貌、局部岩土体条件与非线性特征及其不确定性等对地震动传播特性的影响规律。
南京工业大学
2021-01-12
混合导体致密透氧膜材料、膜制备及膜应用研究
本项目以天然气转化和二氧化碳资源化利用为背景，从应用过程对膜材料及膜的要求出发，运用材料化学工程的基础理论，开展膜材料的设计、膜材料及膜的制备、膜反应过程的设计及机理研究以及氧分离器的设计四个方面的研究工作。基于膜反应过程，通过研究氧传输机理和膜反应机理、膜材料及膜微结构成形机理和控制方法、反应过程与膜分离过程的匹配理论以及膜微结构在反应条件下的演变规律，建立面向反应过程的膜材料设计与制备的理论基础；提出天然气转化、二氧化碳利用的创新流程，为膜反应过程的工程应用奠定基础。
南京工业大学
2021-01-12