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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
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
具有多层纳米结构的柔性铜基材料及其制备方法、应用
本发明提供一种具有多层纳米结构的柔性铜基材料，该材料包括柔性基体，所述柔性基体具有多层结构层，所述多层结构层包括：铜基金属层构成的第一结构层；位于铜基金属层两侧的第二结构层，所述第二结构层为铜多孔层；以及位于铜多孔层上的第三结构层，所述第三结构层为氧化物层。本发明通过控制基体材料，结合脱合金溶液和时间的控制，调控材料的结构，获得不同的纳米结构层，并保留部分原始基体层，从而在具备优异的柔韧性同时，多层纳米结构层提供优异的催化性能。
南京工业大学
2021-01-12
基于石墨烯、氮化硼等二维材料的防腐应用
石墨烯由于其独特的二维纳米结构，且具有高强度、高热稳定性、高化学稳定性以及优良的导热性等特性，在防腐涂料领域具有广阔的应用前景。石墨烯、氮化硼等二维材料由于其特殊的结构使其具有不透过性，作为金属基底与腐蚀环境的阻隔层而保护基底不被自然环境所腐蚀。通过化学气相沉积法及块体剥离法可分别制备直接生长于金属表面的大面积石墨烯、氮化硼薄膜，或粉状的石墨烯、氮化硼纳米片。通过化学气相沉淀法，二维材料可以在任意形状的金属基底的所有暴露面上生长，实现对金属表面的全面保护。
中国科学院大学
2021-01-12
冲击脉冲体制的UWB精确定位系统技术与应用
在国内率先研发出UWB高精度定位系统，形成了目前国内唯一能提供厘米量级精度、产品级解决方案的主动定位系统技术。该技术的理论成果已发表学术论文100余篇，技术成果已获得发明专利20项。系统性能达到了水平定位精度优于10cm，垂直定位精度优于20cm的国际同类技术性能指标。成果已在多个行业开展应用示范，并取得成功验证。在近两年的推广应用中实现了一千多万的销售收入。该成果在推广应用中可满足广泛行业和领域的高精度定位服务需求。
电子科技大学
2021-04-10
橡胶集料混凝土在室外体育设施的研发与应用
项目成果/简介:橡胶集料混凝土（crumb rubber concrete，CRC）是由普通水泥混凝土中掺加橡胶集料组成，与普通混凝土相比，橡胶集料混凝土具有高变形，高能量吸收，高阻尼，高抗冻、高抗渗、高抗冲击，高抗开裂，低收缩，低热膨胀系数，低等特性。根据上述特性，该项目拟对弹性混凝土的抗拉强度、抗压强度、冲击吸收率、收缩率等性能进行研究，将其应用于室外体育设施并有望投入市场。应用范围:橡胶集料混凝土的应用场景室外篮球场 、室外羽毛球场、室外网球场 、田径跑道、健身步道、其他运动场地……效益分析:需求预测及分析截止2019年底，全国体育场地354.44万个，体育场地面积29.17亿平方米，人均体育场地面积2.08平方米。根据我们的调研，全国田径场地17.39万个，场地面积9.16亿平方米。其中，设有400米环形跑道的田径场地3.61万个，占20.76%；其他田径场地13.78万个，占79.24%。 全国篮球场地97.48万个，场地面积5.79亿平方米，是数量最多的体育场地。其中，篮球场89.19万个，占91.50%；三人制篮球场6.05万个，占6.21%；全国排球场地8.77万个，场地面积0.28亿平方米。其中，室外排球场地8.44万个，占96.24%；全国羽毛球场地19.06万个，场地面积0.38亿平方米。其中，室外羽毛球场地16.08万个，占84.37%；全国健身步道7.68万个，长度17.93万公里，场地面积5.26亿平方米。 上述的体育场地，皆可用橡胶集料混凝土进行替代且预计会有比传统场地更优异的性能以及更低廉的成本。可见，橡胶集料混凝土的市场需求是非常巨大的。知识产权类型:发明专利 、 其他技术先进程度:达到国际先进水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:无
天津大学
2021-04-11
一种荧光硅纳米点及其制备方法与应用
本发明公开了一种荧光硅纳米点（ＳｉＮＤｓ），它是由硅烷和孟加拉玫瑰红以水热法一步制备得到的。与现有技术相比，本发明所制备的ＳｉＮＤｓ具有超高的荧光量子产率（１００％），且能实现对哺乳动物细胞溶酶体的长时间特异成像。此外，该ＳｉＮＤｓ的溶酶体成像效果不受细胞清洗、固定和透化等影响，具有耐清洗、耐固定和耐透化的优点。同时，该ＳｉＮＤｓ还具有制备成本低、合成方法简单、水分散性好、荧光发射峰宽窄、光稳定性好、细胞相容性好、细胞光毒性低等优点，有望成为新型的溶酶体荧光探针。
东南大学
2021-04-11
吡啶酰胺类化合物及其制备方法与应用
本发明公开了一种吡啶酰胺类化合物及其制备方法与应用。该类化合物的结构通式如式I所示。相关生物活性验证，发现其中某些化合物具有特异的油菜素内酯反应，如促进黑暗中拟南芥突变体det2‑1下胚轴伸长，水稻叶片倾角增大，增强玉米耐盐胁迫的能力等。个别化合物在低浓度就具有很高的响应值，另外在高浓度情况下，还能抑制小麦的株高，延缓生长，提高其抗倒伏的能力。同时在防治野燕麦、节节麦、稗草、狗尾巴草、山羊草等禾本科杂草上具有很好的防治效果。该系列化合物制备容易，成本低廉，农业应用推广价值高，值得后续的深入研究开发。
中国农业大学
2021-04-11
植物株型相关蛋白PROG2及其编码基因与应用
本发明公开了一种植物株系相关蛋白PROG2及其编码基因与应用。本发明所提供的植物株系相关蛋白PROG2为如下a1)或a2)或a3)：a1)氨基酸序列是序列表中序列2所示的蛋白质；a2)在序列表中序列2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；a3)将a1)或a2)所示的蛋白质经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与植物株型相关的蛋白质。实验证明，植物株系相关蛋白PROG2对调控水稻株型和产量具有非常重要的作用，在培育高产水稻新品种中具有广阔前景。
中国农业大学
2021-04-11