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稀土金属合金及其氢化物
铝水解制氢是一种重要的产氢方式，但铝水解产生的热量甚至超过了生成的氢气所含化学能，高达 55% 的化学能以热量直接耗散。研究人员利用 Y-Pd 薄膜电极与 Al 片构成电池，可将水解的热能转化为电能，水解热能的利用率达到 8%-15% ，该过程中 Y 薄膜同步吸氢，首次实现了同步发电和吸氢。
北京大学
2021-04-11
富勒烯金属包合物量子比特
在 双金属氮杂富勒烯 Gd2@C79N 的分子结构和量子比特行为这一体系中可以实现对任意叠加态的操控，并可应用于 Grover 算法中。直流磁化率测试表明，碳笼上氮原子取代引入的自由基转移到内部钆离子之间，并与两个钆离子发生强的铁磁耦合（耦合常数 JGd-Rad = 350 ± 20 cm-1 ），使体系呈现出 S = 15/2 的高自旋基态。连续波电子顺磁共振（ cw-EPR ）测试在 0-6000 G 磁场范围内观测到了 22 个跃迁，通过自旋哈密顿量的拟合可以确定 Gd2@C79N 中丰富的多能级结构。脉冲 EPR （ pulse EPR ）则可以通过自旋回波（ spin echo ）信号研究体系中的退相干行为。在 5 K 温度下， 2-6000 G 磁场范围内，高自旋 Gd2@C79N 仍然具有微秒量级的退相干时间， 如此长的退相干时间使得对任意自旋叠加态的操控成为可能。自旋回波章动实验证明了体系中多样性拉比循环（ Rabi Cycle ）的存在，拉比频率则可由旋转波近似的方法从 22 个跃迁推演计算，并且得到与实验数据一致的结果，进一步验证了 Gd2@C79N 的 22 个跃迁非常适合用于量子操作。
北京大学
2021-04-11
金属催化自由基反应的研究
从简单烯烃出发高效、高选择性地合成高价值化合物一直是有机化学工作者追求的目标。在这一过程中，过渡金属催化剂起到了重要的作用。传统的烯烃官能团化反应一般可分为两类：极性过程或者自由基过程，二者有各自的优势和局限。如何通过设计新的催化过程，在一个反应中融合上述两种过程，取长补短，是实现更加简洁、绿色合成的重要途径。朱戎课题组提出利用钴介导的自由基-极性交叉过程（Radical-Polar Crossover），在氢原子转移（HAT）氢官能团化反应中初步实现了上述目标。这一最新进展发表在《美国化学会志》上（Xiao-Le Zhou1, Fan Yang1, Han-Li Sun, Yun-Nian Yin, Wei-Ting Ye and Rong Zhu*. Cobalt-Catalyzed Intermolecular Hydrofunctionalization of Alkenes: Evidence for a Bimetallic Pathway. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 7250.）。 第一过渡系金属催化的HAT氢官能团化反应是一类具有重要合成学意义的自由基反应。研究在该体系中引入高价碘试剂作为双电子基团转移氧化剂和亲核试剂的前体，在钴氢物种催化下，实现了自由基与极性过程互补融合的新反应途径。利用该方法在室温下即可完成羧酸、酚、磺酰胺等各类亲核试剂对非活化和活化烯烃形式上的加成，从而以高官能团兼容性，一步合成较为复杂的结构，具有潜在的重要应用价值。他们进一步通过细致的动力学研究和控制实验，揭示了钴配合物在催化循环中所扮演的多重角色，并提出反应可能经过双金属过程。该过程涉及到的关键中间体中包括一类有机钴配合物，这一发现有望为金属催化自由基反应中的配体调控提供新的思路。
北京大学
2021-04-11
国内首款液态金属电池及系统
本项目研发了大容量新型储能电池、储能装备及系统，研发出国内第一款50A、200Ah 的大容量液态金属电池，解决了新能源电网大规模储能与峰谷差调结的技术难题。
西安交通大学
2021-04-11
金属喷涂快速模具制造技术及设备
项目主要是针对汽车制造企业和模具制造企业而开发的一种新技术，可以显著缩短新车型试制和模具开发周期，同时降低成本、减少新产品开发风险，该成果的研制成功为轿车新车型开发和模具试制提供了一种重要的支撑手段，既可以满足中小批量冲压件生产要求，支持200辆样车试制，同时又可以通过实际试冲压和快速反求技术为钢模具加工提供可靠的设计数据和工艺参数。该成果创新性的开发了运
西安交通大学
2021-01-12
金属表面缺陷在线检测系统
（1）自主研制了适用于高速、高温、恶劣环境下的铸坯、异形坯、型钢、棒材、中厚板、带钢等多个系列金属板带表面缺陷在线检测系统，主要指标达到或超过了国外同类产品；（2）提出多光路照明成像技术，提高高精密板带产品低对比度和微小缺陷的检出率，提高缺陷的检测精度与检出率；（3）开发出了表面质量在线检测软件、表面缺陷样本库管理软件、缺陷识别算法软件等个软件模块，建立了智能在线检测平台。本项目系统达到的技术指标是：检测速度 22 米/秒（可按用户要求提高）；检测精度为 0.2mm（可按用户要求提高）；对生产线上常见缺陷的检出率≥95%，常见缺陷的识别率≥90%。
北京科技大学
2021-04-13
拓扑半金属中Weyl费米子湮灭
物理学研究的前沿之一是在凝聚态体系中寻找Dirac方程所描述的一些基本粒子。Dirac方程是具有狭义相对论协变性的波动方程，最早由英国物理学家Paul M. Dirac 于1928年构造，用于描述自旋为1/2的费米子，典型代表如电子。Dirac方程成功地预言了正电子的存在, 并于1932年被实验证实。Dirac方程有不同的等价表示，比如Dirac、Majorana和Weyl表示等，其对应的准粒子可以分别在不同的凝聚态体系中被实现，如石墨烯 (2010诺贝尔物理奖) 、拓扑绝缘体表面可以存在二维无质量的Dirac费米子和非常规超导体的边界可能存在Majorana费米子等。特别是，Dirac方程的三维无质量极限，对应Weyl费米子，可以在最新发现的拓扑半金属中被实现。 通过系统的计算和数据分析，证明了这个反常信号与Weyl费米子在强磁场下最低朗道能带打开能隙有关。在凝聚态物理中，能谱打开能隙和狄拉克型方程描述的准粒子获得质量是等价的，因而从理论上支持了Weyl费米子湮灭的结论。
南方科技大学
2021-04-13
稀土稀散金属回收利用及其评价
北京工业大学
2021-04-14
铝-钢异种金属弧焊技术
铝或铝合金与钢之间的热物理性能差异较大，尤其是熔点、比重、热膨胀系数等的巨大差异，导致铝与钢之间难以直接进行弧焊。为了实现铝与钢之间的可靠焊接，经常需要在钢表面镀上锌、铝或其他金属，或者在铝与钢之间放置过渡层金属或双金属片，从而将铝与钢之间的焊接转化为铝与过渡层金属之间的连接。然而，在钢表面镀过渡层金属增加了工艺步骤和制造成本，而且，即使增加了过渡层金属，也并不能保证铝-钢焊接接头的可靠性。该技术可以直接将铝合金与不锈钢采用弧焊技术连接在一起，钢表面不用镀过渡层金属。拉伸测试结果表明，铝-钢接头断裂
大连理工大学
2021-04-14
仿生非贵金属氧催化剂
低温燃料电池能有效地将化学能转化为电能，是一种高效、低污染的能源转化装置，是汽车动力系统、家庭热电联用系统甚至航天航空等领域的可选绿色能源。氧气还原反应是低温燃料电池的重要组成单元，由于反应过程极为缓慢，需在较高的过电位下进行，制约燃料电池的实际应用。学界普遍认为铂基材料能有效催化氧气还原，但这类贵金属的稀缺性和低 抗毒化能力使低温燃料电池的商业化应用仍面临巨大挑战。 在非贵金属催化剂研究领域，南京大学近年来提出了以氧化石墨烯和三聚氰胺为前驱体，利用固相反应制备氮掺杂石墨烯，制备的催
南京大学
2021-04-14