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燃料电池及其相关材料
能源危机与环境污染已成为限制当今人类社会发展的两个问题，而解决能源危机与环境污染的主要手段就是大力发展新能源技术。新能源技术中的燃料电池技术以其环境污染少，发电效率高而得到人们越来越多的重视。在燃料电池中，燃料中的化学能直接转化为电能，发电效率不受卡洛循环限制。目前最具有应用前景的是质子交换膜燃料电池技术和固体氧化物燃料电池技术。燃料电池技术应用的关键在与新材料的开发，基于材料的优化得到更好的燃料电池产电输出性能。我们基于固态离子理论，设计了一系列燃料电池电极新材料及新结构，以提高电池输出性能为目的，开发了一系列高性能的阳极功能材料，阴极层材料与新结构，并取得自主知识产权，申请发明专利多项，目前已有9项相关专利获得授权，在国际上发表大量学术论文。在质子交换膜燃料电池制备方面，我们开发了低成本的热喷涂法制备质子交换膜燃料电池的技术，并取得中国发明专利的授权，获取自主知识产权，并得到应用，成功制备了50-1000 W的质子交换膜燃料电池电池堆，并改造后应用于便携式电源设计与分散发电。结合使用储氢材料罐，可得到一套车用发电系统；在固体氧化物燃料电池单电池制备方面，我们开发了一套基于阳极基底流延制备、电解质与阴极层喷涂制备共烧结的单电池制备工艺，并用于制备大面积的平板固体氧化物燃料电池，并组装了平板电池堆，得到的单电池性能优越。在前期科技部863项目的资助下，我们开发了一系列阳极功能层材料，用于以甲烷、煤层气以及生物质气为燃料的固体氧化物燃料电池发电，得到了较好的发电稳定性和温度适应性。目前，我们已经开发了便携式的质子交换膜燃料电池发电装置，可用于便携式供电与不间断电源；在前期大量的工作基础上，我们还开发了完备的固体氧化物燃料电池材料生产技术和固体氧化物燃料电池单电池制备技术，将可以为将来的燃料电池产业化与商业应用提供基础。●应用前景： 目前燃料电池技术应用的最大障碍在于其高成本、低稳定性，随着人们对新能源技术进步的要求不断提高和燃料电池技术的进步，燃料电池技术应用的市场将越来越大。目前燃料电池的低成本制备在新材料开发的促进下，取得了较大进展，燃料电池技术商业化示范运行目前已在美国、日本、德国等国家开展，技术成熟之后在世界范围内将会有更大的市场前景。
南京工业大学
2021-04-13
多波长激光防护玻璃材料
自激光问世以来，各种激光器在军用武器与装备、民用等领域得到了广泛的发展和应用，激光致盲武器、防空激光武器、大型激光攻击武器、激光制导、激光测距仪、激光目标指示器、激光瞄准仪、激光雷达等各种激光武器和激光军用设备在现代高科技战争中，发挥着重要的作用。其中激光致盲武器是目前各种军事装备（如飞机、坦克、舰艇）和步兵已普遍实用的一类攻击型武器，由于激光的能量
南京工业大学
2021-01-12
仿生液体复合膜材料
随着工业生产的加快以及人类生活品质的提高，对多相分离中的分离效率和膜材料的使用寿命都有了更高的要求。本项目旨在研究制备仿生液体复合膜材料。通过仿生多孔膜材料与功能液体的协同物理化学设计，制备的仿生液体复合膜材料突破传统固/液界面设计的限制，应用全新的动态固/液/液界面设计制备液体复合膜材料，可用于污水处理和工业生产中的油/气/水分离，较传统商业膜在抗污节能，力学性能，耐用性和使用寿命等方面有显著提高。同时通过构筑应力响应等仿生响应性液体复合膜材料，也将为实现新型智能可控膜体系的构建与成果产业化提供技
厦门大学
2021-01-12
高频用软磁薄膜材料
在信息产业飞速发展的今天，为了满足人们对于手机、计算机、便携式数码设备等电子产品进一步轻便、小巧等的使用需求，必须使其核心的电磁元器件向微型化、薄膜化、集成化等方向发展。随着电路中的射频磁器件的体积不断缩小，使用频率不断提高，传统的铁氧体材料由于其饱和磁化强度低，使其在GHz使用频率下无法保持高的磁导率，这就迫切需要开发一种能够应用于GHz频率范围的高频软磁薄膜材料。目前国内外的科研人员采用不同方法研究并制备了多种软磁薄膜材料，如CoPdAlO（Sharp公司）、CoZrTa（Intel公司）、Co
厦门大学
2021-01-12
新型硅碳复合负极材料
负极材料是锂离子电池的主要组成部分，起锂离子存储作用。负极材料的性能直接决定锂离子电池倍率性能和循环性能。目前商用化的负极材料主要为石墨，受到理论比容量的限制，石墨材料已无法满足锂离子电池能量密度的持续发展。硅材料由于其高储锂容量、适中的对锂电位等性能优势和资源丰富、成本低等商业优势，受到锂电行业追捧。经过长期的开发，硅负极已部分应用到高能量电池负极中。目前锂电行业中，硅材料主要以较小比例（~5%）硅负极与碳复合后，再与石墨混合使用，贡献较低，且循环性能差，未能全
厦门大学
2021-01-12
锂空气电池及相关材料
该项目涉及一种含新型催化剂的锂空气电池正极及其制备方法。 锂空气电池正极材料的质量组成：催化剂为 5-30％，碳材料为 40-80％， 粘结剂为 5-30％。催化剂为金属纳米颗粒(20-60nm)高分散在微米级 的碳片上的复合材料；所述金属纳米颗粒为钴、镍、铜、锌、锰、铬、 钼、钒或钇。碳材料包括乙炔黑、超导炭黑、碳纤维、石墨烯、超导 炭黑、科琴黑、聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩一种或两种。粘结剂为聚四 氟乙烯、聚偏二氟乙烯、羧甲基纤维素钠、聚乙二醇和丁苯树脂一种 或两种以上。本发明的优点是：该催化剂可促进氧的还原，降低充电 过电位，在锂空气电池中表现出优异的电催化性能；而且该催化剂工 艺简单，采用环保无毒的试剂，在锂空气电池领域有广泛的应用前景。专利号：201310524508.7
南开大学
2021-04-13
新型油田固井材料研究
由材料科学与工程学院姚晓教授主持承担的国家“863”计划项目——“油田固井用水泥基多功能复合材料”，在油田固井用水泥基多功能复合材料的制备技术、生产工艺、过程控制方法和应用技术方面取得了突破性的创新成果，所开发的油井水泥晶体膨胀剂（发明专利申请号：200510094587.8）和油井水泥防漏增韧剂（发明专利申请号：200510094588.2），拥有自主知识产权。产品具有晶体双膨胀、增韧、低滤失和防漏等多种功能，可提高油气井的防窜能力和水泥环的抗裂性能，整体技术处于国际领先水平。研究成果打破了国内油田固井材料的传统观念和产品格局，成为油田固井材料的更新换代产品，成功地在大庆、胜利、大港、中原、吉林、长庆、江苏、青海、河南、吐哈、玉门、华北、冀东、塔里木和延长油矿等十多个油田的近600口天然气井、地质勘探井、调整井、水平井、小间隙侧钻井、欠平衡井和开发井等不同类型的油气井中得到推广应用，解决了老油田调整井和国家发改委“十五”重点建设项目（西气东输）青海涩北气田（西气东输气源区）长期存在的固井窜、漏技术难题，固井质量显著提高，有效地减少了油气资源散失，延长了油气井开发寿命，提高了油气资源利用率。为油田创造直接经济效益2000多万元，间接经济效益5亿多元，其经济效益和社会效益显著。
南京工业大学
2021-04-13
新型硼基锂电负极材料
首先设计合成了 Fe2B 间隙化合物，其中包含一维硼链结构和高导电的 Fe 主体网络，该化合物表现出与纯硼截然不同的电化学性质， 1400 次循环后基于 B 计算的容量可达 10700 mA h/g 。高导电的 Fe 基质和高分散的一维硼链结构首先激活了部分 B 的储锂潜能，并且在循环反应过程中 Fe 基质不断将硼链分散成单原子，从而实现了更高效的储能。然而，由于间隙化合物中 B 的质量含量过低，材料整体容量不符合实际需求。研究者随后通过热力学计算发现 B2O3 与锂发生电化学反应的标准吉布斯自由能变仅为 -489 kJ/mol ，即发生该反应的逆反应发生仅需克服 489 kJ/mol ，远小于可逆负极材料 Fe2O3 和 SnO2 。
北京大学
2021-04-11
金属基复合材料（MMCS）
金属基复合材料是近几年来迅速发展起来的一种高技术的新型工程材料，它具有高的比刚度，比强度，优良的高温性能，低的热膨胀系数以及良好的耐磨、减摩性。由于其优良的加工、成型性能，明显的性能价格比之优势，在世界许多国家，如美国、英国、日本以及印度、巴西等对它的研究和应用开发正多层次大面积的展开。金属基复合材料的成功应用首先是在航空、航天领域，如美国宇航局（NASA
西安交通大学
2021-01-12
耐磨耐腐蚀合金材料
研发阶段/n项目简介：耐磨耐蚀合金材料广泛应用于通用机械产品，如泵用叶轮、泵壳、泵盖，阀门阀体、阀盖，离心转子等所有过流部件。这些产品经常承受特殊固体介质的机械磨损、液体介质的化学腐蚀、汽蚀和冲蚀磨损，以及高温氧化，工况条件十分恶劣。我院研制的耐磨耐腐蚀合金材料广泛应用于冶金、矿山、电力、化工、建材等行业，具有优良的耐磨性、耐蚀性和抗冲击力，取代高铬铸铁、镍硬铸铁、高锰刚及不锈钢等材料，用于制造磨球、衬板、渣浆泵（阀）、风机等易损件，以及高温耐磨件，其寿命比常规材料提高两倍以上，优良的工艺性能，其性
湖北工业大学
2021-01-12