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新型能谷光子晶体
一种新型能谷光子晶体。利用其内禀的能谷自由度,在不依赖自旋轨道耦合效应前提下,实现了能谷附近的能带劈裂,从而提出了类比电子能谷霍尔效应的光学赝自旋-路径关联传输,即光子能谷霍尔效应。通过分析该普通光子晶体内的手征量,实现了赝自旋能流的单向传输。更为有趣的是,文章还在单一体系中,对能谷和拓扑两个自由度进行独立调控,实现了全新的拓扑光子界面态。研究表明,实现有效的拓扑光场调控,将有利于更多基本量子物理问题的实验证实;同时,也为下一代光信息传输和处理,尤其是在光自旋和轨道角动量运用等方面,带来了新的有益启示。
中山大学 2021-04-13
新型静电飞行器
微型飞行器小体积、轻质量、高机动,能够在狭小空间执行拍照、探测和运输等特种任务,在国民经济领域拥有广泛应用前景。然而,此类飞行器普遍存在飞行时间短的痛点问题,尤其当重量小于10克时,其飞行时间一般不超过10分钟。这是因为目前微型飞行器的发动机驱动部件一般采用传统的电磁电机,而电磁电机在微型化后转速高、发热大,能量转化效率急剧下降,甚至降到10%以下。微型电磁电机效率下降后,如果采用供电方便的自然太阳光作为能量来源,受限于太阳能电池的面积,很难满足飞行需求。 为了解决上述难题,北航科研团队从微型发动机的原理方面寻求突破,提出一种新的静电驱动方案,研制出了在微小尺寸下转速低、发热小、效率高的微型静电电机,并首次实现了微型飞行器在纯自然光供能下的起飞和持续飞行,在微型飞行器的发展进程中具有里程碑意义。 该飞行器主要由静电发动机和超轻质高压电源组成,具备低功耗(0.568瓦)和高升力(30.7克每瓦)优势,首次实现了微型飞行器在纯自然光供能下的起飞和持续飞行。 静电发动机的核心是静电电机,它是一种依靠静子和转子间的库仑力来产生连续旋转运动的新型微型电机,具备结构简单和无需绕组的优势,其高电压(千伏级)、低电流(微安级)的工作特性也使其在工作过程中发热少且无明显红外特征。相比传统电磁电机,静电电机表现出了颠覆式的效率和功耗特性,在小质量(5克以内)情况下,其能量转化效率可达传统电磁电机的10倍以上,产生相同升力所需功耗仅为电磁电机的1/10以内,因此即便采用小尺寸太阳能电池,也可以为微型飞行器提供飞行所需功率。 电机虽然效率高、功耗低,但仍需要千伏级高压电流来驱动,然而传统高压电源由于体积和重量过大,无法搭载在微型飞行器上。因此团队还针对飞行应用场景,研制了千伏级超轻质高压电源,主要包括太阳能电池和升压电路两部分,其中升压电路可以在1.21克的重量下,将太阳能(或锂电池)输入的低压直流电,转换为4 - 9千伏的高压直流电,相比美国斯坦福大学研发的同类技术升压比提高了92%。 在微型静电电机和超轻质高压电源的助力下,本项目研发出的飞行器整机仅有巴掌大小(翼展20厘米),重量比一张A4纸还轻(4.21克),尺寸和重量分别是此前世界最小、最轻太阳能飞行器的1/10和1/600。更进一步,团队还提出一款翼展8毫米,质量9毫克的超微型静电飞行器,飞行功耗不到1毫瓦,展示了静电电机在飞行器进一步微型化中的巨大潜力。
北京航空航天大学 2024-07-19
新型径向流动反应装置
反应装置是化工厂的核心,而径向反应装置气体流通路径短、压降小、可使用小颗粒催化剂等优于传统固定床反应装置的技术特征,在苯乙烯、催化重整、芳烃异构和歧化等化工装置上被广泛应用,但技术十分复杂。 本项目在对径向反应装置进行长期分析和深刻的理解后,经过大型冷模试验研究、计算机模拟和工程放大,从理论上、结构上和关键技术上进行了突破,发明了大型化的新型径向流动反应装置。实践证明发明的大型径向流动反应装置运行平稳节能,各项技术指标达国际先进水平。 (?)发明了催化剂自封式结构,在催化床封造成轴向和径向的二维流动,消除滞流区,提高催化剂利用率,简化结构,国内外首次应用于负压脱氢装置; (?)发明了新型离心式Π型径向流动技术,流体由始端控制,催化床层的流场优化,国际上首次应用于催化重整; (?)发明了高均匀度的径向流体均布技术:导流锥设计技术、双流道优化组合技术、催化剂支承结构技术等,从而保证了乙苯脱氢和催化重整的薄催化床层内流体均布; (?)发明了快速喷射流混合器技术,适应超短停留时间,满足苯乙烯反应装置对反应介质高度混合要求; (?)发明了高温再热器技术,反应器体外逆流换热,减少负压空间,解决热膨胀,高温蒸汽入口温度下降,降低高温材料的使用温度、制造难度和设备费用; (?)开发了反应装置的新放大方法。
华东理工大学 2021-04-13
新型飞轮储能装置
本成果涉及的飞轮储能装置基于永磁偏置磁悬浮轴承与双凸极电机集成化技术,永磁偏置磁悬浮轴承能够实现对转子位移的主动控制,且具有较小的能量损耗,适合应用于转子质量重、转速高的飞轮储能系统中。双凸极永磁电机采用永磁体来提供励磁磁场,具有较高的效率和较大的转矩,且转子结构简单,适合高速运行。鉴于两者都是采用永磁体来提供静态磁场这一共同特点,本项目提出了利用同一永磁体同时为磁悬浮轴承提供偏置磁场,为电机提供励磁磁场的思路。此外,鉴于混合励磁双凸极电机能发挥永磁高效与电励磁方便调节磁场的优势,使电机在电动运行情况下保持较高效率的同时,扩大调速范围;发电运行时,又能够实现宽转速范围内的稳压输出。
南京工业大学 2021-01-12
锂离子电池内包装材料(电池膜)的开发及产业化
我国已经成为电池生产大国,国内电池行业对软包装材料的需求量十分巨大。该材料主要用于锂电池生产企业,包括手机电池、钮扣电池、笔记本电脑电池、DVD电池、照相机电池,以及将来的电动车电池等,涉及的行业非常广泛,预计到2015年总市场需求量将超过8000吨。但是,目前为止国内没有任何企业能够生产出完全满足要求的软包装材料,因此,软包装材料的研究和开发成为电池行业提高国产化率、降低成本和提升企业竞争力的迫切需要。华东理工大学于2003年联合江苏中金玛泰医药包装有限公司进行该类软包装材料的前期研究,主要研究内容是对聚合物锂电池软包装材料体系的成分、组织和功能进行一体化设计,开发出适合于聚合物锂电池生产工艺和技术要求的复合软包装成型材料,用于电池芯的内包装。经过多年的艰苦努力,目前已经掌握了该材料制备中的关键技术,尤其是已经很好地解决了复合膜耐电解液腐蚀的问题,并大幅提高了复合膜内膜的剥离强度。实验室小试样品已送至惠州TCL金能、东莞新能源、国光电池、合肥荣仕达、上海南都等几家电池厂试用,结果表明部分关键指标基本上能满足生产要求,小试样品的性能明显优于韩国产品,与日本产品相当,而在初始剥离强度和耐高温性能方面则超过日本产品。本项目具有自己的核心技术,相关的技术申请两项发明专利,一项获得公开,一项获得授权。
华东理工大学 2021-04-11
锂硫电池正极用粘结剂及其在锂硫电池制备中的应用
本发明属于电池粘结剂领域,提供了一种用于锂硫电池正极的粘结剂。所述粘结剂包括为糊化淀粉,该粘结剂由50~95wt%的糊化淀粉与50~5wt%的添加剂组成,所述添加剂为羟甲基纤维素钠或者聚乙烯醇中的至少一种。本发明还提供了一种所述粘结剂在锂硫电池制备中的应用。
四川大学 2017-12-28
废铅酸蓄电池湿法短流程回收制备高性能铅炭电池技术
【技术背景】 据联合国环境规划署报道,全球每年产生约5000万吨的电子废弃物,超过70%的电子废弃物产生于中国,电子废弃物的有效处理及处置已成为全球关注的热点。作为典型的电子废弃物,截止2018年,铅酸蓄电池仍占全部二次电池的55%,拥有最大市场份额。 目前,国内外广泛采用火法冶炼的废铅膏回收再生工艺,温度高达1000°C以上,产生大量挥发性铅尘和SOx,传统火法再生铅引发的“血铅”等环境污染风险受到广泛关注。考虑到电子废弃物具有资源性和污染性的双重特性,如何实现电子废弃物的清洁回收是本领域的难点。 【痛点问题】 1、废铅酸蓄电池铅膏组分复杂,如何实现微量杂质元素(尤其是Fe和Ba元素)与目标Pb元素在回收过程中高效分离是湿法回收的技术挑战; 2、传统铅酸蓄电池存在着活性物质利用率低、能量密度低、循环寿命短等亟待解决的瓶颈问题。 【解决方案】 本技术研发了废铅酸蓄电池铅膏有机酸短流程回收方法及柠檬酸铅两段法焙烧制备新型铅粉方法,进而制备出高性能的铅炭电池,实现含铅组分的高效清洁回收。铅炭电池由于具有电容效应,有望解决传统铅酸蓄电池比能量密度低的不足。
华中科技大学 2021-09-17
锂离子动力电池正极材料
目前商业化的锂离子电池主要是使用过渡金属氧化物 LiCoO2 作正极和石墨基碳材料做负极。现在电动汽车对锂离子电池的综合性能提出了更高的要求,所以近年来人们对用于锂离子动力电池的新型材料倾注了更多的研发热情。目前广泛认为比较有前景的锂离子动力电池正极材料主要有三元过渡金属氧化物 LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2、锰系层状固溶体 xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(M=Mn, Ni, Co 及其混合物)以及LiFePO4和 Li3V2(PO4)3等。本课题组多年来在锂离子电池正极材料的 研究和开发中做了大量的工作,已经获得授权中国专利 3 项。 该方法工艺简单,原材料价格低廉、易得,生产成本低,复合材料特有的核壳结构抑制了活性物质的流失并提高了材料的导电性能,显著改善了电极的电化学性能。
南开大学 2021-02-01
纳米氢化镁燃料电池系统
上海交通大学 2021-04-11
燃料电池高效供氢技术
本项目开发了一种利用氢化物水解的高效燃料电池供氢技术,具有储能密度高、安全性好、使用便捷等优势,非常适用于kW级及以下的中小功率燃料电池的供氢,在户外电源、无人机、小型潜艇、机器人等领域具有广泛的前景。
北京大学 2021-04-19
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