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富锂层状及三元锂电池正极材料
富锂的层状结构 Mn 基氧化物及三元（NCM）材料具有高容量的特点，成本低廉，工作电压与现有电解液匹配，安全性好，考虑到振实密度，比容量等综合性能，其应用前景很好，适用于数码通讯类滇池、笔记本电脑、电动工具电池、汽车电池等。该项目具备产学研合作基础。
项目特色：
针对富锂锰基和三元正极材料首次充放电效率低，倍率性能交差，锂层中阳离子的混排、高电压下电极材料与电解液之间反应等问题，通过表面包覆、体相掺杂、颗粒微纳化和形貌控制等多种方法，以提高其电化学性能。
通过原位 XRD、XAS、EXAFS、电化学阻抗谱（EIS）、原位扫描电镜与透射电镜、扫描隧道显微镜、原位核磁共振、同步辐射和中子衍射等技术，获得无机材料及相关体系的原位分析与诊断新方法。
优化设计并研制新型电极，电池制备工艺技术，构筑高容量，长循环稳定性的新型锂电池。
市场应用前景：
扩大富锂层状与三元电极材料与新型锂电池技术成果的推广力度，促成成果转化和产业化，使中小型企业规模成长，提升电池行业研发水平和产业链结构优化，带动锂电池及储能产业发展。
南开大学
2021-04-13
非钳燃料电池催化剂的设计与制备
汽车行业发展迅猛，能源需求巨大，机动车尾气的排放造成的环境污染日趋 严重。氢-氧质子交换膜动力燃料电池（PEMFC）以其高效、洁净、兼容可再生能 源技术等特点，被认为是后石油时代解决移动高性能动力电池的理想方案。然而, 当前PEMFC所使用的催化剂为贵金属Pt基催化剂，其对Pt资源的需求巨大，成 本高昂，难以成功商业化推广。因此，开发出符合动力输出性能的非钳燃料电池 技术，契合我国对高效节能、环境友好的高性能动力电池汽车的迫切需求。
以该项目为依托制备的非贵金属燃料电池催化剂以可以使单电池的最大输出 功率达到0. 6 W. cm-2,已经完全达到贵金属Pt基燃料电池的输出性能，可以满 足动力输入应用要求。目前，该催化剂形成完全自主知识产权的技术，属于国际 一流国内领军的高科技技术。该催化剂的成功推广势必将从根本上解决机动汽车 尾气对我国环境的污染问题，降低对石化能源的需求。
市场及经济效益分析：
全球范围内，燃料电池行业发展迅猛，行业总体步入正轨。2010年，燃料 电池堆的全球出货量有23万台，而在2007年只有1. 1万台出货量，2011年至 2012年的全球燃料电池的出货量有85%的年增长速度。在2010年全球售出的燃 料电池中，便携式燃料电池占到这一总数的95%,其中超过97%采用质子交换 膜燃料电池技术。2007年至2010年间，燃料电池出货量翻了 20倍。从应用上 看便携式小幅增长，交通运输应用在近几年大幅增长，而在电站的应用则呈现平 稳增长态势。2012年，燃料电池行业的收入超过10亿美元的全世界市值，并且 亚太国家运送超过3/4的燃料电池系统到世界各地。2014年起，按每年22. 6% 的复合年增长率计算，全球燃料电池产能在2020年预计将达到664.5兆瓦。在 未来六年时间里，各国政府对加氢站及相关氢基础设施的投入将成为这一增长的 推动力量。随着燃料电池技术在全世界范围内的广泛应用，作为其关键材料的催 化剂必将具有广阔的市场应用前景和丰厚的利润。
另外，制备该催化剂的原产料价格便宜、方法和工艺非常简单, 且生产过程中不会对环境造成污染，很容易开展下一步工业生产。
重庆大学
2021-04-11
轨道交通列车整车移动荷载模拟加载方法及装置
本发明公开了一种轨道交通列车整车移动荷载模拟加载方法及装置。多个作动器在轨枕沿轨道方向上方布置，每个作动器顶部连接在反力横梁跨中处，每根反力横梁两端固定在两根反力纵梁上，每根反力纵梁的两端连接在两根支撑柱上，每根支撑柱底部固定在地面上。根据列车-轨道-路基理论模型计算拟合确定在不同车型和不同列车速度的单个扣件系统的受力荷载时程曲线，作为作动器的荷载激励曲线，将钢轨在轨枕正上方处分段为离散独立的分段钢轨，相邻作动器沿列车移动方向以相同时间间隔连续激振，从而实现不同车型在不同速度下列车整车移动荷载的模拟加载。本发明为开展铁路、地铁等轨道交通线下基础设施的研究提供了一种可靠便捷的试验加载方法及装置。
浙江大学
2021-04-11
环保节能装备——模拟“龙卷风”技术及高效节能装备
项目团队遵循“道法自然”，通过原理、装备和应用创新，开发了模拟“龙卷风”技术及系列装备，开创了过程强化新模式。 。已在烟气超低排放，水体高效增氧、降尘抑烟、消防灭火、施肥喷药、替代机械搅拌等领域成功应用，性价比优势显著。该发明已通过权威部门检测和成果鉴定, 获得多项专利,是国际领先的原创技术，可助力“碧水蓝天”工程。本项目团独创了充分利用体系自生能和有效能模拟"龙卷风"的“刮风下雨”式的过程强化模式。通过“因势利导”旋转雾化喷头设计，将一直被忽视的传动动能高效地转化为转动能和充分雾化的表面能，有效避免了动能损失，实现了大范围、长距离充分雾化分散，显著提升了过程强化效果。新型旋转喷头可借助流体对外喷射时的反作用力和小阻力优势，产生高速旋转，在液体或空气中旋转速度每分钟可达数百次到数千次不等，高速旋转的气流或液流不但可以带动周边气体或液体旋转，而且可促进分散流体与介质的摩擦，强化雾化或分散效果。大流量射流旋转喷头可以克服现有喷头容易阻塞、雾化面积小、分布不均，雾化效果差等弊端，实现长距离、宽范围、大流量充分雾化和大面积覆盖，使水雾在径向和环向分布更为均匀。每立方米的液体可雾化成粒径60μm左右的液体颗粒，表面积达到105 /m2。借助气体自身的动能、多喷头旋转产生的动能和体积收缩产生的有效能共同形成合力，可促使流体更强、更快、作用范围更大的定向旋流运动，产生类似“龙卷风“的快速旋流效果，并沿塔体螺旋上升，从整体向上运动方向改变为螺旋上升运动，旋转喷头起到了形成负压、促进旋流“风眼”形成的作用，可以更好地使物系的自身能量转化为有效能量，强化过程混合，实现高效节能。在特定的装备和实际体系中诱发产生强烈旋流，能够很好破解各种实际体系传质传热效率难提高和实施成本高的问题。目前已经成功开发能耗极小的成套高效节能装备系统，开辟了低实施成本和高效率传热、传质、传递的过程强化新途径，应用领域广泛。
厦门大学
2021-04-11
磁约束聚变快粒子输运扫频现象的模拟重现
在磁约束聚变等离子体实验中，聚变反应和辅助加热产生的快粒子可以激发多种阿尔芬本征模。相关的非线性波-粒子相互作用可以显著改变快粒子输运过程，从而影响等离子体运行。阿尔芬本征模引起的快粒子输运增强往往伴随着周期为亚毫秒量级的快速扫频现象。张桦森等人的工作从第一性原理出发，通过大规模并行计算动理学模拟，在环形等离子体位形中第一次在不包括外部源（sources）和汇（sinks）的情况下观察到了快速重复的扫频现象，并对此提出了新的物理解释。这一研究结果有助于我们对等离子体中的无碰撞输运过程的深入理解。相关工作今年7月10日发表在美国《物理评论快报》（Physics Review Letters)上。这一工作得到了国家磁约束核聚变能研究专项、973项目、教育部985计划项目以及国家自然科学基金等的资助。国家超算天津中心为研究提供了技术支持，部分计算在天河一号上完成。
北京大学
2021-04-11
一种多功能火灾试验炉模拟加载实验装置
本实用新型涉及一种多功能火灾试验炉模拟加载实验装置，包括位于火灾实验炉四角处的四个竖向立柱、固定连接在两个竖向立柱顶端之间的横向加载梁，前后两侧的两个横向加载梁之间连接有一可横向往复直线运动的第一加载位调整装置，位于右端的两个竖向立柱之间连接有一可竖向往复直线运动的第二加载位调整装置。本实用新型利用可横向往复直线运动的第一加载位调整装置，能够提供竖向加载，而且便于调整竖向加载位置；并利用可竖向往复直线运动的第二加载位调整装置，能够提供横向加载，而且调整横向加载位置；能够实现竖向、横向、多点、多面加载
安徽建筑大学
2021-01-12
一种冲击高压试验的培训模拟平台以及方法
本发明涉及一种冲击高压试验的培训模拟平台以及方法，包括硬件和虚拟软件模块两个部分:硬件 包括冲击高压试验中所有操作按钮，类同于真实的冲击电压发生器操作平台。该平台通过 USB 接口连 接存有虚拟软件的 PC 上。虚拟软件模块基于 Visual C++编写，分两个部分，其一是界面，显示冲击电 压发生器本体和被试品;第二部分是计算和控制模块。优点如下:1、解决冲击高压发生器价格昂贵， 不能满足众多实习者现场操作的缺憾，完成所有实验培训过程所需费用远小于现场实验。2、模拟平台 可模拟冲击电压发生器实验的各种操作过程，仿真测量各种不同电压等级的被试品的 50%冲击击穿电压。 3、完成所有实验培训过程的安全性远高于现场实验。
武汉大学
2021-04-13
力-热-化多场耦合理论与数值模拟技术
随着人类对自然科学认识的不断深入以及现代工业技术的不断进步，特别是凝胶等软物质的应用、锂电池、燃料电池等技术的发展，人们逐渐认识到力热与化学作用之间也存在着不可忽略的耦合作用。本成果完成人通过引入化学反应进度，基于非平衡态热力学建立了一套适用于描述可变形固体材料质量传递、热传导以及化学反应耦合问题的力-热-化连续介质理论框架，该理论适用范围宽广，针对包含化学反应的各演化过程有相应的耦合动力学控制方程。针对所建立力-热-化多
哈尔滨工业大学
2021-04-14
一种斜拉桥拉索水路的模拟装置及方法
一种斜拉桥拉索水路的模拟测试装置及方法，装置的组成是：试验用斜拉索两端分别通过上下二根悬吊弹簧与四边形的钢框架上下边框相连，下方的悬吊弹簧中串联弓形应变式传感器；斜拉索的两端还设有加速度仪，斜拉索的二端还与阻尼器的连杆固定连接，阻尼器固定安装在钢框架的侧框上；钢框架下部的一角铰接在转盘上，钢框架的下边框与转盘之间设有千斤顶；斜拉索上方设置有喷水装置，钢框架的侧边框上方安装有摄像机。该装置能更准确地测试斜拉桥拉索的水路，测量精度高，结构简单，为研究斜拉桥的雨振现象提供更加可靠、客观的依据，为斜拉桥的设计与施工提供可靠的保证。
西南交通大学
2016-10-20
含水层人工补给过程非饱和-饱和水流耦合模拟
通过非饱和带入渗井（注水井）进行人工补给，是含水层人工补给的重要方法之一。该方法主要适用于潜水面埋藏较深或地表覆盖不利于人工补给的场地。预测人工补给过程中非饱和-饱和带水流的响应、计算含水层的补给量是评价及设计人工补给方案的重要指标，传统定量评价模型仅适用于饱和带注水井流问题，缺少非饱和带井流模型。因此，采用传统模型评估考虑非饱和带入渗井方式的人工补给方案时会引起较大误差。 这项研究利用解析方法，开发了非饱和-饱和水流耦合的解析模型，用于评价非饱和带入渗井引起的非饱和-饱和水流过程，计算含水层的补给量。研究结果发现，非饱和带的储水性对人工补给的效率有较大影响：储水性小的非饱和带在补给过程中水流可以很快达到稳定，注入井中的水流可以很快到达饱和带，且大部分都可以存储于饱和带中，有利于人工补给；反之，则不利于采用非饱和带入渗井的方式进行人工补给。同时，揭示井的结构和含水介质的各向异性仅会影响初期的饱和带补给量，不影响后期稳定的补给量。传统模型由于未考虑非饱和带的储水性质，会过高估计饱和带的补给量。该解析模型为人工补给定量评价提供了重要的工具。
南方科技大学
2021-04-13