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高能量密度纳米复合介电储能材料及脉冲电容器
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
随着电力需求的不断增长，高性能储能装置对现代社会的可持续发展起着至关重要的作用。与超级电容器和锂电池相比，脉冲储能电介质电容器拥有超高的可释放功率密度，高的操作电压、极快的充放电速率以及长的循环寿命，是重要的新型功率储能器件，在新能源汽车、高端医疗器械、智能电网调频、可控核聚变、电磁炮等高功率脉冲技术的军民领域有着重要应用。
华中科技大学
2022-07-26
一种碳包覆纳米锑复合材料、其制备方法和应用
本发明公开了一种碳包覆纳米锑复合材料的制备方法，包括： 将水溶性高分子溶于水中，配成水溶性高分子水溶液，以作为碳源； 将卤化锑，磷酸锑和硫酸锑中的一种或几种溶于有机溶剂中，形成锑 化物有机溶剂；将上述锑化物有机溶剂逐滴加入到所述水溶性高分子 水溶液中；将上述混合液冷冻干燥，并在还原性气氛中烧结，即可获 得碳包覆纳米锑复合材料。本发明还公开了利用上述方法制备的碳包 覆纳米锑复合材料，以及其作为电池负极材料的应用。本发明
华中科技大学
2021-04-14
单壁碳纳米管（SWNTs）的宏量制备及其电磁屏蔽复合材料
成果与项目的背景及主要用途 单壁碳纳米管（SWNTs）是公认的综合性能最好的纳米纤维，其强度可达钢的100倍，而密度只有钢的六分之一。本项目实现了单壁碳纳米管（SWNTs）的大规模、低成本制备，其年产量可达100公斤，纯度在70％以上。通过物理共混及原位聚合方法，获得了具有导电、电磁屏蔽及雷达波吸收等特殊性能的SWNT／聚合物复合材料。该复合材料的体积电阻率达100－102 Ω•cm，电磁波衰减率可达40dB
南开大学
2021-04-14
编织结构陶瓷基复合材料力学性能预测及强度分析技术
编织结构陶瓷基复合材料由于其耐高温、抗氧化的特点，是高推重比航空发动机高温部件最有应用前景的候选材料。在此背景下，研究开发了编织结构陶瓷基复合材料力学性能预测和结构强度分析技术。 项目通过稳态热固耦合平衡方程推导建立了热固耦合双尺度渐进均匀化分析方法，得到宏细观物理量间的对应关系偏微分方程。利用变分原理推导得到宏细观物理量对应关系方程的有限单元形式，完成热固耦合双尺度渐进均匀化分析程序的开发；针对编织结构复合材料的多尺度结构特点，完成了复合材料的细观、微观多尺度RVE建模方法研究。最后，通过引入材料分布模型描述复合材料构件局部材料坐标，建立了复合材料构件宏细微观多尺度热固耦合分析体系。 此项技术通过多尺度RVE建模、热固耦合双尺度均匀化分析能够较为准确的预测陶瓷基复合材料及其构件的热力学性能，得到相关材料参数，为材料的应用提供分析方法。应用此项技术，复合材料热力学性能预测值与材料单位提供的实验值相吻合，预测的宏观弹性模量与拉伸实验测量值最大相对误差12%以内。同时开展陶瓷基复合材料发动机典型结构实验研究，应变预测值与实验测量值最大相对误差7%以内。
北京航空航天大学
2021-04-13
纤维复合材料薄壁箱梁结构的计算机理论研究
复合材料具有很好的结构性能，同时具有功能性能，比强度高、比刚度高、疲劳耐久性能强、自振频率高、具有很好的减震效果，还具有优异的温度稳定性，膨胀系数小的特点，此外对化学腐蚀，高温，辐射、光电磁具有很好的抵抗性能。为使桥梁结构更安全、耐久，学院研发的纤维复合材料薄壁箱梁，对于桥梁建设具有巨大的促进作用。
兰州交通大学
2021-04-14
聚噻吩/酞菁纳米复合材料用作钙钛矿太阳能电池高效空穴传输材料
能源与环境问题是目前人类面临的两个重大危机，也是科研工作者关注的重点领域。钙钛矿太阳能电池以其独特的物理性质、醒目的光电转化效率和良好的工业应用前景等特点，被认为是一种拥有巨大解决能源问题潜力的光伏器件。但其电池效率衰减(稳定性)等问题是其走向工业化应用急待解决的课题。现行钙钛矿电池比较普遍使用的空穴传输材料是一种比较昂贵的螺二芴结构化合物(spiro-OMeTAD)，需要通过掺杂锂盐以提高电池的性能，但这同时加剧了钙钛矿电池的不稳定性。所以一直以来研究人员希望寻找更加廉价和稳定的空穴传输材料来替代传统材料。 酞菁铜是一种具有优异光电特性的廉价小分子半导体材料。但其有机溶解性比较差，不利于廉价液相工艺规模制备光电器件。许宗祥课题组从分子设计层面出发，开发八甲基取代的酞菁铜并制备纳米材料，通过酞菁纳米材料与廉价商业化的高分子材料聚噻吩复合，开发出了具备更高载流子迁移速率及环境稳定性的空穴传输材料，实现溶液法制备出光电转换效率为16.61%的钙钛矿太阳能电池，效率高于传统商业化的螺二芴结构化合物(spiro-OMeTAD)。同时器件的稳定性大幅度提高。
南方科技大学
2021-04-13
一种具备三维多孔结构的纳米二氧化钛-石墨烯复合材料制备方法及其产品
本发明公开了一种用于制备纳米二氧化钛-石墨烯复合材料的方法，包括：（a）向浓度为1-4mg/mL的氧化石墨烯溶液中加入二氧化钛纳米颗粒，其中氧化石墨烯与二氧化钛之间的重量比控制为10:1～1:10，并获得分散液；（b）将所获得的分散液置入反应釜中，在120-200℃的条件下执行水热反应2-12小时，然后经过冷冻干燥处理即得到具备三维多孔结构的纳米二氧化钛-石墨烯复合材料产品。本发明还公开了相应的复合材料产品及其特定用途。通过本发明，能够以简单、易于操作并适合大规模生产的方式来制备纳米二氧化钛-石墨烯复合材料产品，且其所制得的产品具备比表面积大的三维多孔结构，并尤其适用于制作超级电容器或用于执行环境污染处理。
华中科技大学
2021-01-12
一种具有纳米异质复合结构的紫外光探测器及其制备方法
本发明公开了一种基于 TiO2/ZnO 纳米异质复合结构的紫外光探 测器结构，其最底层为基底材料，其上为叉指电极，并覆盖一层 ZnO 薄膜，薄膜之上为 ZnO 纳米棒，纳米棒表面为 TiO2 纳米结构。本发 明还公开了所述紫外光探测器的制备方法：（1）在基底薄片上镀上金 属电极形成叉指电极；（2）镀上 ZnO 薄膜；（3）合成 ZnO 纳米棒阵 列；（5）在 ZnO 纳米棒表面形成 TiO2 纳米结构。本发明的紫外光探 测器在保持 ZnO 紫外探测器超高光电流增益的同时引入 TiO2 纳米结 构，形
华中科技大学
2021-01-12
一种具有纳米异质复合结构的紫外光探测器及其制备方法
本发明公开了一种基于 TiO<sub>2</sub>/ZnO 纳米异质复合结构的紫外光探测器结构，其最底层为基底材料，其上为叉指电极，并覆盖一层 ZnO 薄膜，薄膜之上为 ZnO 纳米棒，纳米棒表面为TiO<sub>2</sub>纳米结构。本发明还公开了所述紫外光探测器的制备方法：（1）在基底薄片上镀上金属电极形成叉指电极；（2）镀上 ZnO薄膜；（3）合成 ZnO 纳米棒阵列；（5）在 ZnO 纳米棒表面形成TiO<sub>
华中科技大学
2021-04-14
新型高电压纳米正极材料
实现了锂离子二次电池高电压、高比容量、快速充放电和长寿命的效果。产品拥有成本低、优良的一致性、优异的安全性、可快速充放电、高电压(4.1 V)、高容量等特点，主要应用于电动汽车电池、储能用动力电池等，具有广阔的市场前景。
南京大学
2021-04-14