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新型稀土镍基储氢合金(AB5)电极材料及其制备方法
小型镍氢电池已产业化、商品化，大容量镍氢电池是当前电动车辆主选动力电池之一。目前国内外生产镍氢电池的负极材料，基本采用混合稀土镍基储氢合金(MmB5， Mm为混合稀土金属，B为Ni、Co、Mn、Al等金属)。 南开大学课题组首次制备了含碱金属锂（Li）新组分储氢合金[MmB5（Li）]，提高了电池负极电催化活性和延长电池寿命，并获得中、美、欧发明专利（ZL 92100029.4； US 5,242,656； EP 0554617B1）。同时
南开大学
2021-04-14
钴镍基配位聚合物的构筑及电催化析氢性能研究
配位聚合物是由无机金属中心与桥连的有机配体通过自组装相互连接，形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。
一、项目进展
创意计划阶段
二、负责人及成员
姓名
学院/所学专业
入学/毕业时间
祝涣钧
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
吴凌志
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
郑毅
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
王梓
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
武辰禹
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
三、指导教师
姓名
学院/所学专业
职务/职称
研究方向
覃玲
化学与化工学院
副教授
多功能配位聚合物材料的合成及应用研究
四、项目简介
配位聚合物是由无机金属中心与桥连的有机配体通过自组装相互连接，形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。它具有多样的拓扑结构，并且稀疏多孔，密度较低。这些特点使得它在吸附，催化，储能的各个方面有着优良的效果。
本项目主要目的在于合成钴/镍基配位聚合物，选择合适的有机配体与金属离子钴/镍通过配位键构筑得到钴镍基配位聚合物，利用单晶衍射、元素分析、红外光谱等方法对其结构及组成进行表征，或者通过合成和掺杂的方式，调控它的析氢性能，设计出高催化活性和稳定性、低成本的非贵金属催化剂。
项目组成员通过设计选择有机配体与金属离子，通过溶剂热方法合成了多种金属有机框架材料，并将其热解得到衍生材料。通过线性伏安扫描法等多种实验方法测试了它们的电催化性能，其中化合物Ni-MOF的初始电位为-356mV，Tafel斜率127.3 mV⋅dec-1。Co-MOF通过掺杂Zn2+后，过电位降低到-307 mV，Tafel斜率150.2 mV⋅dec-1。我们还合成了一种对金属离子（Fe3+）与抗生素（加替沙星）有明显检测效果的锌基材料，可作为多功能探针检测水中金属离子和抗生素的残余量。由于化合物没有催化位点，我们通过掺杂钴金属的方式，改善了它的电催化析氢性能，使它具有较低的初始电位(-423 mV)、较低的Tafel效率(101.9 mV⋅dec-1)和较好的循环稳定性。
项目为研究高性能和稳定性的HER电催化剂及金属离子和抗生素荧光探针材料的设计合成提供了可行的思路。
合肥工业大学
2022-07-27
一种测氢用固体电解质管的制备与成形方法
本发明公开了一种测氢用固体电解质管的制备与成形方法。该 方法采用 CaCO3、ZrO2、In2O3 原料，按照摩尔比：CaCO3：ZrO2： In2O3＝1：0.8～0.95：0.025～0.1 称取出原材料，进行湿磨混料，混 合粉料压制成直径 20～30mm，厚度为2～5mm的圆片在1000～1400℃ 下煅烧得到 CaZr1-xInxO3-α(0.05≤x≤0.2，原子比)，再将圆片压碎成 粉末，加入到熔融的石蜡、油酸和蜂蜡混合物中，用电磁搅拌器进行 搅拌，通过热压注方法成形为管状，再在高温下进行排蜡，之后在 1450～1550℃下进行最终的烧结，获得 CaZr1-xInxO3-α(0.05≤x≤0.2) 电解质管。本电解质管表面光滑、结构致密，具有较好的化学稳定性 和抗热冲击性能，能够应用于变温环境下的铝、镁合金熔体氢含量的 连续、准确测定。
华中科技大学
2021-04-13
一种绿氢耦合加氢过程在线代理模型辅助多目标优化方法
本发明提供了一种绿氢耦合加氢过程在线代理模型辅助多目标优化方法，包括：针对绿氢耦合加氢过程的绿氢‑灰氢混合波动，构建经济与碳减排多目标操作参数优化问题，对操作参数进行灵敏度分析，获取待优化操作参数及其取值范围；对加氢过程建立第一性原理模型并进行拉丁超立方采样，采用高斯过程回归建立离线代理模型；在混合氢气波动条件下，基于高斯过程生成初始在线代理模型，采用快速非支配排序优化方法求解经济与碳减排多目标优化问题，并通过周期性更新在线代理模型。本发明兼顾了投资成本与碳减排效益，实现了绿氢‑灰氢混合频繁波动下的经济效益与碳减排多目标的平衡优化。
南京工业大学
2021-01-12
一种钙钛矿太阳能电池用导电碳浆、碳对电极、电池及制备方 法
本发明公开了一种钙钛矿太阳能电池用导电碳浆，其包括有机 溶剂、粘结剂和导电填料，还包括无机添加剂，所述无机添加剂为 ZrO2 或 NiO 粉末，所述粘结剂占导电碳浆质量百分比为 6％～15％，所述 导电填料占导电碳浆质量百分比为 14％～20％，所述无机添加剂占导 电碳浆质量百分比为 3％～5％。还公开了一种钙钛矿太阳能电池用碳 对电极，采用如上所述的导电碳浆以丝网印刷方式制备获得。并公开 了一种钙钛矿太阳能电池，包括如上所述的碳对电极。还公开了一种 制备上述导电碳浆的方法。本发明导电碳浆不仅不会腐
华中科技大学
2021-04-14
锂离子电池正极材料磷酸钒铁锂
成果描述：橄榄石型磷酸铁锂因为其具有环境友好、成本低、来源广以及稳定性和安全性好等优点；但其过低的离子导电率和电子导电率也限制了LiFePO4在动力锂离子电池方面的应用。 单斜结构的磷酸钒锂晶体内部原子排列构成三维网状结构，为锂离子的迁移提供了有利的通道，因而Li3V2(PO4)3具有更好的锂离子导电性。单斜结构的Li3V2(PO4)3具有较好的稳定性和大电流充放电特性，同时其在充放电时有不止一个锂离子参与脱嵌，具有比LiFePO4更高的电压平台。 本研究通过加入高含量钒合成同时包含LiFePO4和Li3V2(PO4)3相的复合正极材料，利用Li3V2(PO4)3快离子导体的特性改善材料的导电性，使材料具更好的电化学性能。市场前景分析：低成本磷酸钒铁锂电池主要应用于（1）动力电源系统市场，主要针对电动自行车、电动汽车、电动观光车、旅游游艇等.（2）储能系统，比如高档住宅小区的太阳能路灯、景观照明灯、移动通讯基站蓄电池、风能发电等储能系统。与同类成果相比的优势分析：克容量(1C)：160mAh/g； 10C/1C＞80%； 常温循环2000次保持85%以上； 振实密度：1.3g/cm3以上 国际先进。
四川大学
2021-04-11
新型Zn-NiOOH高功率原/充电电池
推出了适用于数码产品的新一代原电池—Zn-NiOOH碱性原电池。这种新电池的大功率放电能力很强，在大功率放电情况使用时间可达碱锰电池的数倍以上。这种新电池利用NiOOH材料替代EMD正极材料在碱锰电池生产线上组装而成，NiOOH是制备这种新电池的关键。国内南孚电池公司在本课题组第一代NiOOH生产技术的基础上于2003年底面向市场推出了数码聚能镍干原电池的产品。但镍是战略性资源，价格比较贵，仅用作一次性电池正极材料，不仅是对资源的浪费，而且在成本上也不是具有很大的优势。因此本课题组进一步研制了高性能充电态的NiOOH正极材料并与Zn直接组装成高功率的Zn-NiOOH新型原/充电电池。这种电池具有工作电压高、大功率放电能力强、比能量高、免维护、环保等优点。Zn-NiOOH新型原/充电电池即可以象干电池一样买来不用充电就可方便的直接使用，又能反复充放电作为充电电池使用，与Zn-AgO电池的性能很接近，但成本却要要低。
厦门大学
2021-04-11
动力电池模热管理性能模拟
电动汽车采用动力电池包提供能源，动力电池的热管理系统是电动汽车最重要的系统之一。动力电池的热管理决定了电动汽车的充电速率以及极端条件下的使用性能。项目开发了高精度的模型并数值模拟了动力电池包在不同充、放电，不同环境温度下的电池温升及电池包内温度分布，与试验数据对比表面模拟精确，可替代试验。
厦门大学
2021-04-11
低成本钒电池电解液的制备YAN
成果描述：采用化学法利用工业级三氧化二钒和五氧化二钒制备全钒氧化还原液流电池电解液，不引入其它金属离子杂质。本制备方法具有工艺流程短、设备简单、耗时短、原料利用率高、成本低、避免二次污染等优点。 用本方法制备的电解液中 V3+、V4+离子浓度比为 1:1，电解液可同时作为电池的正负极电解液，避免了采用硫酸氧钒溶液做电解液时正、负极电解液电荷不匹配问题，简化了电池初始化工序，降低了生产成本，提高了生产效率。市场前景分析：钒电池主要应用于太阳能和风能发电站的稳定供电、电网调峰、集中用电的重要企业和部门以及通讯设备的备用电源，医院、军事上的应急电源等领域。与同类成果相比的优势分析：反应温度75～95℃，反应时间10～20min，制备的电解液中V3+、V4+离子浓度比为1:1。 国际先进
四川大学
2021-04-10
锂离子电池隔膜干法单拉制造技术
本项目系统全面地研究了采用熔融挤出/热处理/单轴拉伸法(MEAUS)制备锂电池用聚烯烃微孔隔膜的原理，成功地设计制造了国内第一条熔融挤出/热处理/单轴拉伸(MEAUS)法制备锂电池用聚烯烃微孔隔膜的工业化生产线。在此基础上，研发成功了锂离子动力电池PP/PE两层或三层复合隔膜产业化技术。拥有国内唯一动力锂电池隔膜产品的制造技术。
四川大学
2021-04-11