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高性能液流电池双极板及系统集成技术
项目成果/简介:液流电池储能系统是一种安全、高效的电化学储能技术。在光伏、风能等新能源并网、智能电网、微电网、分布式能源系统、无电地区供电工程以及未来能源安全方面都将发挥巨大作用。具有能量和功率独立（设计灵活）、深度放电、大电流放电不损坏电池、使用寿命长等优点。本项目组在全钒液流电池方面经过十余年的研究和产学研合作，积累了丰富的理论研究成果和实践经验，取得了多项独创性成果。在电池关键材料（双极板、电解液）和电堆结构设计等方面具有多项专利技术，拥有设计、制造25kW 单堆电池和液流电池储能系统的集成技术。在电堆设计和系统集成方面，项目组针对大型液流电池电堆和系统进行了系统的研究：采用模拟仿真技术，优化流场设计，使电堆结构更加高效、可靠；优化的管路设计方案可减小管路系统中的旁路电流损失，提高能量转化效率；电池系统循环运行过程中的先进热量管理技术为电池体系长期稳定运行提供了保障。双极板是液流电池关键零部件，对电池性能、寿命和成本有重要影响。高性能、长寿命、低成本的双极板是液流电池领域高度期待的关键材料。目前已成功开发了新型液流电池双极板并申请国家发明专利。研制的双极板具有电导率高、稳定性好、强度高、耐腐蚀、成本低的突出优点，各项指标达到国际领先。高性能双极板的成功研制，将大幅提高液流电池能量效率和使用寿命，同时可显著降低储能成本，将有力推动液流电池在储能领域的大规模应用。目前已与新能源企业签订了合作协议，将为我国百兆瓦级的全钒液流电池大规模储能项目提供高性能双极板，将实现双极板经济效益3亿元。 具有自主知识产权的液流电池双极板大规模制造技术液流电池储能系统优化设计液流电池电堆设计和制造技术液流电池储能系统集成技术知识产权类型:发明专利 、 软件著作权技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:国家级计划/专项类别:科技部重大专项计划
上海交通大学
2021-04-10
高性能耐腐蚀微孔曝气器
在高难污水生物法处理工艺中，曝气是处理系统中一个重要的工艺过程，曝气设备 是主要设备。该过程是人为地通过曝气器向生化曝气池中通入空气，以达到预期的目的。 曝气不仅使池内液体与空气接触充氧，而且由于搅动液体，加速了空气中氧向液体中转 移，从而完成充氧的目的；曝气效果的好坏极大地影响污水处理系统的效率，而对曝气 效果影响最大的因素就是曝气器的性能。 市场上橡胶膜式曝气器的材质，最常用是 EPDM（三元乙丙橡胶）,有好的耐酸碱性， 但因为分子内无极性取代基存在，也导致其对极性溶剂如烃类、芳香类等溶剂的耐受性 很差，限制了其在高难工业废水当中的应用。另一类膜式曝气器是以硅橡胶为主要材质 的。硅橡胶也比普通橡胶具有更好的耐热性和较好的耐极性溶剂的特性，但硅橡胶也有 显著的缺点，即对酸碱水质的耐受性不足，对非极性有机溶剂的耐受性极差，如正已烷 等。因此在用于高难废水处理的工程当中，无法使用硅橡胶类的曝气器产品。 本项目成果产品耐腐蚀曝气器采用改性的超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）材料作为制 造曝气器的主要基体材料，克服了市场上普遍存在的其他类型曝气器存在的缺点（耐腐 蚀性差、耐堵性差），实现了超强的耐腐蚀性和耐堵性。对于在水环境比较复杂的污水 处理中，使用本项目成功曝气器与其他材质的产品相比具有明显优势： 1、耐腐蚀强，使用寿命长（可达 8-10 年），对高难废水适应性好。 2、耐堵塞性能好。 本项目产品聚乙烯曝气器表面有一光滑的准膜状物，停风过程中，准膜状物能将部 分颗粒有效截留在表面，开风即吹开，有效地减缓了堵塞。使用 7-8 年不发生堵塞。 3、阻力小，能耗低。 本项目产品曝气器阻力比其它微孔曝气器低 500～1000Pa，节能最多。 4、生产成本低，价格竞争力强。 本项目产品通过前期批量生产，经过成本核算，本项目产品耐腐蚀曝气管平均每米 的生产成本仅为 50 元左右，其中原材料成本 30 元，工艺成本 10 元，人员成本 10 元。 售价在 200 元/米左右。 5、应用领域广泛 本项目曝气器产品不仅可以用在高难废水处理领域，在其他领域如城市污水处理系 统、一般工业污水处理系统中也可以使用，没有任何性能方面损失。 6、氧利用率和动力效率比其它曝气器高 5~10%。且由于孔径固定，整个使用期内， 氧利用率和动力效率变化小。
同济大学
2021-04-11
高温高性能高Nb -TiAl合金
陈国良院士的研究组在863及国家自然科学基金支持下，以创新的发展高温TiAl合金新思路，在国内外首次成功发展出有自己知识产权的高Nb 高温TiAl合金。该合金具有以下优点： 高温强度和使用温度与先进涡轮盘用变形镍基高温合金相同，比重比镍基高温合金小一半，减重效果达50%。 比普通TiAl合金的使用温度高60-100℃，强度高400～500 Mpa。 成分特点：高铌低铝（7/10Nb,£45Al）提高熔点和组织稳定性、高铌固溶强化及少量W、Hf、Mn、C、B、稀土等复合强化强化。 该项目先后获得部级自然科学一等奖和部级科技进步二等奖各三项。在高铌的强化作用和机制，形变诱导晶界结构和有序结构变化，形变孪晶和孪晶交截机制，层错能和超位错分解宽度研究等方面都有创造性成果。得到一项高铌钛铝合金专利，申请专利2项，发表文章约100篇。
北京科技大学
2021-04-11
高性能空气净化膜口罩
膜法口罩的核心是高性能空气净化膜材料，该材料具有由纳米纤维构成的三维类蜘蛛网结构，形成的微孔尺寸可控制在0.1到0.5微米范围内，能有效过滤99%以上的非油性颗粒，有效拦截各种固体气溶胶、飞沫和病毒，同时具有良好的透气性，不会产生呼吸的不适感。空气净化膜材料除了可用于制作口罩外，还可以用于空气净化器、医疗防护服等领域。基于膜材料制作的防护服，具有良好的抗菌拒水性能，是医疗防护中等级最高的医用防护服，它的特点是人体的汗气可以向外散发，而外面的水和细菌病毒等不能进入，且具有优异的耐老化、耐消毒等性能，可经常消毒杀菌。
在工业领域空气净化膜用于烟尘的超低排放控制，已经推广应用了上百套工程装备，产生经济效益二十多亿元，先后获得中国石油和化学工业联合会技术发明一等奖、中国膜工业协会科学技术一等奖、侯德榜化工科学技术青年奖等奖励。 以空气净化膜为核心滤材的5万口罩已经在南京市江北新区、浦口区多家政府机构、江苏省膜产业园入园企业等上百家单位使用，为坚持在防疫一线工作的人员提供了有力保障。在南京市政府召开的防疫物资主题会议上，空气净化膜技术受到了南京市工信局、科技局等部门的高度重视，。
南京工业大学
2021-04-10
仿生高性能铂催化剂
本项目通过使用仿生概念，制备出一种新型的具有笼状结构的铂催化剂。在该催化剂中，金属铂被包覆在有机物笼内，反应物可以自由进出笼内外，在铂的催化作用下合成有机硅化合物，金属铂被困于笼内，可以有效地阻止团聚而失去活性，从而可以反复发挥其催化作用，使其同时具备高活性和高稳定性。该新型催化剂在全世界第一次实现了铂催化剂在多次循环使用后，依然保持其极高的催化活性。 有机硅产品的制备过程中，硅氢加成反应是必不可少的一个环节，目前该反应主要使用卡斯特催化剂进行催化，若替换为本项目所研发出的新型催化剂，催化效率将实现指数级的提高。对于三烷氧基硅烷同己烯制备己烷偶联剂这一最常见的氢硅化反应，如使用本项目所制备出的新型催化剂，其催化效率较卡斯特催化剂能够提高1000倍以上。 该技术在国际上首次提出，目前已经在国际顶级期刊《SCIENCE》上投稿并获得了审稿人的好评，审稿人认为该项目研究工作将很快在实际生产中得到应用。同时，该项目正在开展进行相关专利申请工作。
北京航空航天大学
2021-04-10
高性能弥散强化铜合金
Al2O3/Cu复合材料是在铜基体中引入了细小弥散分布的增强相Al2O3粒子的一种铜基复合材料。由于化学稳定性和热稳定性好的Al2O3颗粒的存在，使该复合材料在保持铜基体优越的导电、导热性能的同时具有高的室温和高温强度和硬度。
上海理工大学
2021-04-10
高性能环氧树脂电子封装材料
环氧树脂作为电子封装技术的重要支撑材料，需要同时满足电子元件高集成度、信号传递低衰减、底部封装（underfill）工艺、材料耐疲劳和高可靠性等要求。利用高导热填料与环氧树脂复合，并通过多尺度微纳米填充、分散优化、界面强化、构筑有序结构等方法赋予了环氧树脂封装材料优异的导热性能、高流动和高阻燃性、低热膨胀和低吸潮率、电绝缘性能，是大功率、高集成ICs快速发展的保障。
华中科技大学
2021-04-10
高性能预埋钢锚板
本发明公开了一种高性能预埋钢锚板，包括齿状Ｔ形板和锚筋，所述齿状Ｔ形板的腹板为齿牙状，两齿牙之间的间隙能穿过箍筋，单齿牙的宽度小于箍筋净间距，所述锚筋焊接于齿状Ｔ形板的腹板两侧翼缘上；所述齿状Ｔ形板通过错位切割工字型钢的腹板形成，保证齿状Ｔ形板的齿牙腹板和翼缘形成一体；在Ｔ形板的端部焊接下锚板或者弯折腹板形成Ｌ形锚板，增强其在混凝土中的锚固能力。本发明的Ｔ形板腹板与节点板位置相对应，可以更为有效地传力；错位切割的“一体成型”方式工艺成熟，节约材料，降低成本，并且可以避免焊接，提高其性能；切割的间距可
东南大学
2021-04-14
高性能弥散强化铜合金
Al2O3/Cu 复合材料是在铜基体中引入了细小弥散分布的增强相 Al2O3 粒子 的一种铜基复合材料。由于化学稳定性和热稳定性好的 Al2O3 颗粒的存在，使该 复合材料在保持铜基体优越的导电、导热性能的同时具有高的室温和高温强度和 硬度。在电阻焊电极、集成电路引线框架、微波管结构和导电材料、高速列车架 空导线、热核实验反应堆、连铸机结晶器等方面具有广阔的应用前景。 所开发 出的 Al2O3/Cu 复合材料新型合成工艺在保证传统工艺内氧化、还原彻底性和烧 结致密性的前提下简化了工艺过程降低了生产成
上海理工大学
2021-01-12
高性能运动控制教学实验设备
本科学生或研究生在此装置上可进行的实验及其研究项目有14项：交流伺服电机的控制方式实验；NUT-I型交流伺服机床数控插补实验；编码器实验； NUT-I型交流伺服数控机床点动实验；NUT-I型交流伺服数控机床自动钻孔实验；闭环伺服系统的稳定性实验；闭环伺服系统的动态性能分析实验；NUT-I型交流伺服数控机床标准G代码实验；位置伺服系统的精度实验 ；交流伺服系统的速度误差系数实验；交流伺服系统可靠性实验；交流伺服系统典型应用实验--数控雕刻设计； VC++, VB编程控制实验研究；运动控制综合实验。
南京工业大学
2021-01-12