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金属基支撑固体氧化物燃料电池及其应用
现有化石能源的高效绿色利用和开发新的能源技术是社会可持续发展所面临的关键问题。固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell，SOFC）可以以天然气、煤气化气和生物质气等为燃料，与燃气轮机联合循环后的总发电效率可超过70%，被认为是化石能源最高效清洁的利用方式之一。目前全球的研究热点是研制在中低温条件下工作的SOFC，将SOFC的操作温度从传统的850～1000℃，降低到850℃以下的中低温。其目的是降低电池的启动温度和时间，有效地降低各个部件的老化速率，提高SOFC的稳定性和延长寿命，还可以使用廉价的不锈钢等作为连接材料，大大降低制造成本，为SOFC的商业化提供有利条件。近几年，我国正大力发展新能源领域，而在SOFC燃料电池方面，我国具有特有条件和优势，主要表现在SOFC核心材料上具有稀土氧化物资源优势，而在能源结构上，煤、天然气等化石能源占相当大的比重，政府和整个社会的环保意识也与日俱增，所以SOFC的研究开发具有相当可观的前景。
西安交通大学
2021-04-11
锌－镍合金电镀技术
锌的标准电极电位为-0.76V，是典型的钢铁基体牺牲阳极保护镀层。锌合金镀层是电镀锌镀层的进一步发展，通过加入镍、锡、钴、铬等合金元素，在成本增加很少或不增加情况下，不仅保持了锌镀层的牺牲阳极保护特性，又可使镀层的性能、尤其是耐蚀性可获得大幅度提高。 锌镍合金电镀技术是锌合金镀的一种。含镍25~30%的锌镍合金镀层耐蚀性和机械性能均好但内应力大，含镍10~20%的锌镍合金镀层耐蚀性和机械性能均好，抗海水和抗湿能力比锌高6~7倍，含镍7~9%的锌镍合金镀层镀后可成型加工，易于钝化。北京科技大学开发了以下两类锌－镍合金电镀技术。（1）锌－镍合金镀层高速电镀技术 锌－镍合金镀层钢板作为制造汽车用高耐蚀性表面处理钢板80年代起被重视，为此开发了锌－镍合金镀层钢板的高速电镀技术。 高速电镀技术采用简单的硫酸盐类镀液体系，在使钢板以100米/秒左右的速度高速运行下，以50安培/平方分米以上的高电流密度进行电镀。电流效率达95%以上。镀层含镍10~20%，镀层相结构为耐蚀性最好的单一γ相，组织细密，外观呈青白色金属光泽，镀层耐蚀性是电镀锌镀层的5倍以上。（2）常规锌－镍合金镀层电镀技术 开发的常规铵盐类弱酸性镀液体系锌－镍合金镀层电镀技术获得了国家专利。以1~5安培/平方分米的电流密度进行电镀，镀层光亮，色调与不锈钢相仿，但成本低。所得锌镍合金镀层的耐蚀性是电镀锌镀层的5－10倍，而且耐热性比镀锌层大为提高。
北京科技大学
2021-04-11
换热器整体渗锌技术
换热器是石化等工业生产装置设备中的重要设备，在生产运行中由于腐蚀、冲刷等作用，使换热器造到破坏，使用寿命缩短，不仅造成严重的经济损失，而且影响生产的正常进行。 目前，国内已发展了多种碳钢换热器的保护技术，但这些技术仍存在各种不足之处，限制了这些技术的推广应用，碳钢换热器的保护仍然是一有待于发展的问题。例如，采用牺牲阳极保护可以延长碳钢换热器的使用寿命，但牺牲阳极保护的作用尽限于管子入口处的有限长度内，管内深处无法实现阴极保护，所以牺牲阳极保护法在换热器上的应用受到很大限制。近年来渗铝碳钢管束换热器在国内得到发展，收到较好的效果，但是管束与管板连接处（或焊接处）的保护问题至今没有很好解决，是渗铝碳钢管束换热器的薄弱环节，影响到它的使用寿命。近年来碳钢换热器的另一发展是对换热器进行整体化学镀镍磷，但是镍磷化学镀层是阴极性镀层，只能起机械隔离腐蚀介质的作用，一旦镀层局部出现缺陷，将构成大阴极小阳极，加速缺陷处的腐蚀，使保护效果并不十分理想。国内还发展了各种用于换热器的涂料，但这些涂料在换热器的维修吹扫中，往往剥落，保护作用有限。 换热器整体渗锌可以提高换热器的耐腐蚀、耐冲刷性能，有效地提高换热器的使用寿命，降低换热器的工业使用成本。 本技术针对换热器的具体结构特点研制的专门工艺，可减少投资，节约能源，降低成本。 换热器整体渗锌可以提高换热器的耐腐蚀、耐冲刷性能，特别是耐海水腐蚀性能，提高使用寿命3倍以上。
北京科技大学
2021-04-11
高性能锌溴电池
锌溴电池属于新型储能电池。锌溴电池的活性物质存在于电解液中而不是在极板上，这可使它具有更高的能量，而且不必担心由于极板损坏而导致整个电池报废。从这个角度来讲，锌溴电池的寿命几乎是无限的。另外锌溴电池的用料也比较便宜，电池成本低，有利于大规模推广使用。电池的比能量现已达到150Wh/kg，是目前常用铅酸电池的5倍，而费用却和铅酸电池相当，已具备深入开发和应用的可行性。传统的锌溴电池，溴分子在电池存放过程中，会扩散到阴极，与金属锌反应生成溴化锌。这个过程就是放电过程，也即是在存放过程电池自
大连理工大学
2021-04-14
高性能低膨胀铝基复合材料及构件
卫星在轨运行和返回过程中需经历极端高低温环境，构件尺寸的稳定是保证卫星在轨高精度、返回高安全、任务高可靠的关键。针对卫星搭载的某宽带微波载荷与卫星本体材料之间热膨胀系数不匹配极易导致的载荷在轨及返回过程中载荷接收精度不稳定、信息传输不连续等问题。我校陈骏教授团队以原创的负热膨胀技术研发了具有轻质、热膨胀系数低、力学性能优异、尺寸稳定性好的高性能低膨胀铝基复合材料，并研制了系列关键连接内置件、环件等高性能低膨胀构件，首次将负热膨胀技术应用到我国的卫星上，填补了高性能低膨胀金属构件在工程应用领域的空白。该技术使得某宽带微波载荷与卫星本体之间热膨胀匹配性增强、界面应力大幅度减小，保证了卫星在轨与返回过程中信号高精度传输与接收，助力卫星成功返回。
图1 实践十九号卫星成功返回（图片来源国家航天局）
图2 高性能低膨胀铝基复合材料及构件应用于全球首颗可重复使用返回式技术试验卫星（图片来源央视新闻频道）
北京科技大学
2025-05-21
片状锌铝粉的研制及其无机富锌高铝涂料的制备
无机富锌高铝涂料使用碱性硅酸盐、硅酸烷基酯为成膜物质，前者因其对金属表面的处理要求不太高，施工受环境影响小，附着力强等特点，在各领域得到广泛的应用；后者对金属有极好的附着力和防锈作用，在导电性、耐热性、耐溶剂性、防锈性等方面优于前者，尤其作为单一涂层，无机类比有机类具有更好的耐久性和耐腐蚀性能。无机富锌高铝涂料中影响长效防腐的最重要因素是锌粉和铝粉，要想制备出高性能长效重防腐涂料，片锌和片铝及其合金的制备技术将成为关键。本项目就是在现有湿式球磨法的基础上，创新性地改进了球磨设备和技术，制备出了与德国爱卡公司相当的鳞片状锌粉和铝粉及其合金粉末，以此片锌片铝为填料，碱性硅酸盐、硅酸烷基酯为粘结剂，辅以各种助剂，配制了各种规格的无机片状富锌高铝涂料，涂层盐雾试验达到了10000小时，处于国内外领先水平，可以在全球各相关领域销售。产品生产过程中因不使用各种易燃、易爆类危险品，且是全封闭式生产，无任何三废排放，完全属于节能、零排放和清洁生产工艺。本项目能生产出各种规格的片锌粉、片铝粉及其合金粉，无需干燥处理直接用于配制高性能长效防腐无机片状富锌高铝涂料，这是本项目的特色之一；涂料所用专用固化剂的制备也是本项目的另一特色。
南京工业大学
2021-04-13
高强度高韧性氧化锆基陶瓷及其制备方法
本技术解决了现有常压烧结技术中制备氧化锆基陶瓷韧性较低以及湿法成型时高浓度、低粘度浆料制备困难的问题。将氢氧化铝包覆在纳米氧化锆(含4.37～6.04％氧化钇)粉体表面，热处理组合成氧化锆-氧化铝复合微粉(微粉中四方相氧化锆含量占氧化锆总量的70-90％)。以该复合微粉、丙烯酰胺、交联剂和分散剂为原料，通过注凝成型制备生坯，在常压烧结条件下制备本发明
南京工业大学
2021-01-12
高强度高韧性氧化锆基陶瓷及其制备方法
本研究开发了一种高强度高韧性陶瓷及其制备方法。解决了现有常压烧结技术中制备氧化锆基陶瓷韧性较低以及湿法成型时高浓度、低粘度浆料制备困难的问题。将氢氧化铝包覆在纳米氧化锆(含4.37～6.04％氧化钇)粉体表面，热处理组合成氧化锆-氧化铝复合微粉(微粉中四方相氧化锆含量占氧化锆总量的70-90％)。以该复合微粉、丙烯酰胺、交联剂和分散剂为原料，通过注凝成型制备生坯，在常压烧结条件下制备本发明的陶瓷，强度为700～1000MPa，韧性达15～17MPa·m1/2。本发明以氧化铝对纳米氧化锆粉体的包覆和有
南京工业大学
2021-04-14
催化臭氧氧化与微生物降解近场耦合技术
对于难降解工业废水的处理，单独催化臭氧氧化技术存在臭氧剂量大、气体回收难、出水毒性高等问题，而单独生物降解处理难降解有机废水周期长、设备成本高。催化臭氧氧化与微生物降解近场耦合工艺则将按序进行的催化氧化装置和生物挂膜装置两个处理单元合并，利用催化臭氧技术提高难降解有机废水的可生化性，同时采用生物膜技术减少后续处理成本，能够实现低成本提高COD、色度和浊度去除率的效果，同时降低出水毒性，减少环境生物风险。
东北师范大学
2025-05-16
葡萄糖酸锌及片剂
我国人口中缺锌现象比较严重，特别是儿童。缺锌对身体和智力发育影响很大，补锌越来越受到重视。目前市场补锌药物比较紧俏，年销量约200-500万瓶片剂（100片/瓶）。市场前景可观。
西安交通大学
2021-01-12