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有机电极材料在锂电池中的实际应用前景分析
中国科学院院士、南开大学教授陈军团队受Nature子刊《自然评论·化学》编委会邀请，发表题为“有机电极材料在锂电池中的实际应用前景分析”的综述论文。该文章深入阐述了有机电极材料的结构特征、作用机理、构效关系等，着重分析了有机电极材料的实际现状和应用前景，有助于学术界和工业界充分了解有机电极材料的实际应用潜力和待解决的问题，有望激发更多应用导向的研究工作，进而促进未来有机电池的商品化应用。文章第一作者为卢勇博士，通讯作者为陈军院士。
锂离子电池目前广泛应用于各类便携式电子设备，在人类社会的信息化、移动化、智能化、社会化等方面凸显作用，并有望在电动汽车和智能电网等领域大规模应用。商品化锂离子电池的正极材料主要是无机过渡金属氧化物和磷酸盐，其中过渡金属资源大都不可再生，电池回收利用技术复杂、成本高，从长远的角度来看可能会面临资源短缺等难点问题。因此，可循环再生的电极材料开发已成为电池领域的学术前沿和重大需求。
有机电极材料由于含有丰富的碳、氢、氧等元素而显现出可再生、绿色环保、低成本和高容量等优点，近年来受到了广泛的关注。有机电极材料的制备具有合成创造的特点。有机电极材料一般可以从植物中（比如玉米等作物和苹果等果蔬）直接提取或者以生物质材料为原料通过简单的方法制备得到；在有机材料提取制备、电池装配和回收过程中产生的二氧化碳又可以被植物吸收利用，因而体现了很好的循环和可再生性。然而，有机电极材料还面临着在电解液中溶解度大、导电性差、密度低等难点问题，其材料特征、作用机理、构效关系等亟待深入理解。
陈军院士团队的综述论文围绕有机电极材料的未来发展提出见解。文章指出，有机电极材料具有结构可调控特点。根据不同的分子结构和反应电位，有机材料在实际应用中可作为正极或者负极活性材料。文章首先讨论了有机电极材料本身的各种关键性质，包括材料的能量密度、功率密度、循环寿命、密度、电导率、能量效率、价格、资源可用性和热/化学稳定性。其中能量密度、功率密度和循环寿命是材料的基本电化学性质，这些性质会受到材料密度和电导率的影响，其他因素如稳定性和价格等也是必须要考虑的问题。接着从实际电池应用角度分析了电极中活性物质的单位面载量和电解液用量等因素对全电池性能的影响。最后利用软件对以有机材料为正极或者负极的实际锂电池体系进行了模拟，得出了相关电池体系的性能（如整体能量密度、功率密度）和价格等参数。结果表明，n型有机正极材料特别是羰基化合物具有较好的实际应用前景。
南开大学
2021-04-11
PMSM及其驱动系统在蓄电池机车中的应用研究
本项目针对传统矿用蓄电池机车在运输的过程存在直流电机维护困难、蓄电池的使用寿命、蓄电池机车的制动和电能损耗等问题，研制了适用于煤矿防爆特殊型蓄电池电机车用的永磁同步电动机及其调速器，形成矿用隔爆蓄电池永磁同步牵引电机车及其控制系统。PMSM 及其驱动系统在蓄电池机车中的应用为解决传统矿用蓄电池机车运输过程中的问题提供了新的方法。
（1）输入电压：根据电机车的实际电池电压。
（2）输出功率：根据电机车的力矩和功率要求。
（3）控制要求：平滑调速，性能稳定。
（4）电池管理：要求有电量指示系统，电池电量不足是自动停机并配有应 急启动系统。
安徽理工大学
2021-04-13
汽车教学设备特斯拉高压电池热管理智联互动
北京智扬北方国际教育科技有限公司
2021-08-23
中山市钙钛矿薄膜光伏电池创新平台
中山市钙钛矿薄膜光伏电池创新平台是以程一兵院士及其团队在钙钛矿材料与薄膜太阳能电池领域的技术储备为基础,以推进钙钛矿薄膜光伏产业化为目标建立的科研开发型基地。在钙钛矿光伏产业化技术开发的同时,注重结合中山市在灯饰、家居、装备制造等领域的优势产业,服务中山市现有优势产业转型升级。力争中山本地孵化覆盖钙钛矿光伏产业上、下游配套技术的高技术企业,持续引进和培养具有国际化视野的中、青年骨干力量,务实建设高水平的技术骨干和管理人才团队。以此在推动钙钛矿薄膜光伏产业发展进程的同时,带动中山相关产业发展,为当地企业提供科研服务,社会服务和有利的科技创新实验平台。
环境亲和性更好、经济性更高的光伏产业;
薄膜特性使得在建筑幕墙、车辆贴膜及表面涂层等方面具有广阔前景;
由于其弱光发电特性,可深度融合家居、灯饰以及智能穿戴等产业。
中山艾尚智同信息科技有限公司
2021-11-01
MXY8501（Ⅱ）太阳能电池特性及应用实验仪
一、仪器介绍
太阳能的利用指太阳能的直接转化，利用半导体器件的光伏效应原理，把太阳辐射能转化为电能成为光伏技术。利用光伏技术设计的太阳能发电系统主要有太阳能电池片（组件），控制器和逆变器三大部分组成，他们主要有电子元器件构成，不涉及机械结构，所以，光伏发电设备极为精炼。为了使学生对基本特性理性认识的基础上，推出此实验仪从直流到交流，从低压到高压，从大电压小电流到小电压大电流，针对各种可能用到的电源情况，我们分成不同的实验，分块进行演示，我们这款仪器实质就是一个mini太阳能发电站。
三、实验内容
（一）太阳能电池特性实验
1、了解并掌握太阳能电池的原理及结构；
2、测量太阳能电池暗特性；
3、测量太阳能电池光照特性：短路电流与光照强度关系；
以上是对单晶硅、多晶硅及非晶硅太阳能电池的测量
（二）太阳能电池应用实验
1、同种类型太阳能电池板串并联实验：
2、分别在电池板串并联情况下对超级电容充电，记录充电完成的时间，
3、太阳能电池匹配负载实验；
4.太阳能电池板匹配输出实验；
5、DC-DC模块输出实验；
6、DC-AC逆变与交流负载试验；
天津梦祥原科技有限公司
2021-12-17
气提式内循环膜生物反应器处理污水的方法及其装置
本项目针对目前改进的一体式膜生物反应器方形箱体结构和方形隔板存在死角、水流阻力较大、氧利用率不高等问题，提出一种气提式内循环膜生物反应器处理污水的方法和相应的膜生物反应器装置，已申请发明专利，采用本方法可以在目前一体式膜生物反应器同等曝气量的条件下获得高的膜面流速、高的氧传质效率、有效的降低水处理能耗，减缓膜污染，延长膜清洗周期。本方法构造的膜生物反应器装置是根据气提式内循环反应器的圆柱形分别设计了柱状膜组件和横排膜组件，将膜组件直接置入气提式内循环反应器内桶即升流区，且将循环泵或自吸泵从膜生物反应器的低部加入内循环膜生物反应器的内桶，利用气提式内循环反应器的上升气流，且增加了上升水流，保证较好的水流流态有效地冲刷放入内桶的膜表面，一方面减轻膜污染，降低膜生物反应器的动力消耗，同时气提式内循环反应器的内捅对放入内捅的膜组件具有一定的保护作用，另一方面由于膜组件放入反应器内桶，可防止气泡在反应器内合并，避免形成大气泡，影响充氧效果，同时由于膜的过滤作用使内循环生物反应器存在的处理水中的生物絮体颗粒细小，用单纯沉淀法难于全部去除的问题得到解决。 应用范围：生化性较好的生活污水及工业废水的处理。 实施该项目的原材料国内大部分都可以解决，主要是膜组件、钢结构件及配件、测量仪器与仪表等。目前有配套设备加工协作单位，可以承担设备加工制作安装任务。部分测量仪表由国外相关专业公司提供。
北京科技大学
2021-04-11
一类自愈型超交联高分子-金属有机笼(HCMOPs)复合膜
南开大学化学学院张振杰研究员与利默里克大学的MichaelJ.Zaworotko教授、药物化学生物学国家重点实验室陈瑶研究员合作，首次提出超交联金属有机笼（hypercrosslinkedMOPs，简称HCMOPs）的概念，并成功制备一类新型的高分子-金属有机笼复合膜，即将可溶性的MOPs作为共聚单体参与聚合反应，同时MOPs作为高连接结点赋予膜材料优异的性能。该复合膜继承了MOPs（例如阳离子性质和永久孔隙率）和聚合物（例如自愈合能力、抗菌活性、高水通量和良好加工性）的优点。将MOPs引入高分子后，可显著提高膜材料的机械性能和选择性分离性能。自愈性能和抗菌活性也进一步扩大了HCMOPs膜的潜在用途（例如杀死病原体和改善膜的耐久性等），有望用于治理水资源中的病原体污染。HCMOPs膜不仅克服了传统混合基质膜的trade-off效应，并且提出一种用于制备高分子-MOPs复合膜的新方法。这个方法同样适用于其他可溶性多孔材料和其他高分子基质，为MOPs和膜材料的发展提供了一种新的方向。
南开大学
2021-04-10
一种高效亲水化改性抗污染聚醚砜膜的制备方法及应用
本发明涉及一种高效亲水化改性抗污染聚醚砜膜的制备方法及应用。制备方法包括对纯聚醚砜膜的物理共混亲水化改性和化学接枝亲水化改性两个部分，通过表面引发的可逆加成断裂链转移聚合法(RAFT)合成亲水性嵌段聚合物，随后将其与聚醚砜物理共混，制备PES/PAA?F127?PAA膜；用电子转移活化再生催化剂?原子转移自由基聚合法(ARGET ATRP)合成强亲水性物质NH2?PDMAPS，在共混改性基础上，利用化学接枝方法制备高效亲水化改性抗污染聚醚砜膜。本发明使用高效绿色的RAFT和ARGET ATRP两种聚合方法设计分子，结构新颖，反应条件温和，亲水化改性方法效果更明显，在油水分离领域有广泛的应用前景。
东南大学
2021-04-11
有机‑无机复合纳米粒子超亲水改性聚合物膜及制备方法
本发明涉及膜分离技术，旨在提供一种有机‑无机复合纳米粒子超亲水改性聚合物膜及制备方法。该聚合物膜含有超亲水性的聚醚改性有机硅材料，有机‑无机复合纳米粒子均匀分布在聚合物膜的截面、外表层和内表层，并呈梯度微纳珠状网络结构；所述的超亲水性的聚醚改性有机硅材料含有Si‑C键连接型超亲水聚醚功能基团。本发明使能实现不同部位水增量速度差异，从而制备具有梯度孔结构的有机‑无机复合纳米粒子超亲水改性聚合物膜。可实现对聚合物膜膜孔结构的精确控制，满足多样性使用环境。具有超级亲水、优异亲水持久性、超低压或零过膜压超高水通量、超高抗污染性能，可广泛应用于饮用水深度净化、工业污水处理、食用饮品的浓缩分离、油水分离。
浙江大学
2021-04-13
用于烟气脱硫的伽玛型三氧化二铝膜改性污泥活性炭
本发明公开了一种脱硫用伽玛型三氧化二铝膜改性污泥活性炭,其原料组分为ALCL3·6H2O和污水处理厂污泥;制备步骤如下:①制备AL(OH)3溶胶;②制备污泥活性炭;③制备伽玛型三氧化二铝膜改性污泥活性炭。本发明应用于对低浓度的烟气脱硫,有益效果是,首次将伽玛型三氧化二铝膜用于改性污泥活性炭的脱硫性能,有效提高了污泥活性炭的脱硫效率。
天津城建大学
2021-01-12