本技术提出了基于多尺度理论模拟结合深度机器学习的一整套解决方案，即利用先进多尺度模拟方法精准解析SEI原子结构，建立新一代SEI模型，阐明SEI结构和形成机制，完整构建SEI与电池性能之间的内在联系，定向设计符合不同商用条件的新型电解液配方，为开发新一代高能量密度电池提供可能。 一、项目分类 显著效益成果转化 二、技术分析 随着智能手机、笔记本电脑等消费电子产品的快速发展，锂离子电池（Lithium Ion Battery, 简写为LIB）已经成为最成功的电化学储能设备之一，并从根本上影响并改变了人们的日常生活方式。随着制造工艺的逐步成熟，LIB的能量密度已经接近其理论极限。另一方面，可移动电子设备的快速普及和汽车电动化的蓬勃发展也不断要求开发具有更高能量密度的充电电池以满足实际使用的需求，而最先进的LIB依然无法完全满足上述需求。因此，寻找更高能量比的锂电池电极材料，加快下一代新型锂电池关键技术的相关研究，已成为制约锂电池技术产业发展进步的关键问题。锂金属电池的能量密度虽足以达到下一代电动车的要求，但其自身的稳定性仍令人担忧，这主要是因为Li金属的反应活性过高，其几乎可与所有的电解液均能自发地发生化学反应。在电池的运行过程中，Li电极和电解液之间通过自发化学反应和电化学反应导致了固体电解质界面（solid electrolyte interphase，SEI）的形成。当所形成的SEI结构不均匀时会诱发电池体积膨胀，此外，充放电过程中锂的不均匀沉积会导致锂枝晶的形成，锂枝晶的不规则生长会刺穿SEI，导致SEI膜发生破裂，并产生死锂，降低锂金属电池库伦效率；更严重的是，锂枝晶的不断生长会刺穿隔膜，造成电池内部的短路，导致火灾和爆炸等安全事故，大大缩短了电池的使用寿命，严重阻碍了其大规模商业化发展。因此，SEI对LMB的性能具有至关重要的影响。良好且稳定的SEI可以阻止（或者大幅度减缓）负极界面上反应的持续发生，起到保护Li电极的作用。针对下一代高稳定性锂金属电池设计中存在的关键问题，结合国际研究进展与本团队前期研究基础，我们提出了基于多尺度理论模拟结合深度机器学习的一整套解决方案，即利用先进多尺度模拟方法精准解析SEI原子结构，建立新一代SEI模型，阐明SEI结构和形成机制，完整构建SEI与电池性能之间的内在联系，定向设计符合不同商用条件的新型电解液配方，为开发新一代高能量密度电池提供可能。本方案已形成完整的工作流，相关自动化软件已开发完成并交付使用，且具有完全的自主知识产权，可用于国内外上游电池生产研发企业积累原始电池性能数据，大范围筛选有效电解液组分，指导下一代高能量密度锂电池研制。 我们的技术优势与创新主要表现在： 1）首次在电池体系中实现了QM与MM的混合模拟与混合加速； 2）在电池体系模拟中实现了开放电子体系对电化学反应的热力学和动力学预测； 3）在保证精度的前提下，实现了在纳米尺度上对真实的实验SEI结构直接模拟； 4）通过耦合深度机器学习，实现了电解液组分大范围筛选与性能优化。

近日，中国科大俞书宏院士团队与工程科学学院丁航教授课题组和吴恒安教授课题组合作，在间歇式水热合成的流体行为研究领域取得重要进展。研究人员首次利用氧化石墨烯（GO）的液晶行为和凝胶化能力，借助酚醛树脂（PF）的固化定型作用，获得具有环形极向结构的凝胶（GO / PF 凝胶），根据凝胶的微观结构来揭示水热合成中的流体行为。该成果发表于Cell Press材料学旗舰期刊Matter上。研究人员发现，在水热条件下，GO纳米片在流体剪切力的作用下可以沿着流场的方向进行排列（图1）。此外，GO纳米片能够通过与酚醛树脂的原位交联固定形成具有环形结构的轴对称（类似于地球磁场分布结构）凝胶。研究人员可以通过对凝胶形貌和结构的直接观察分析，进而推测出水热合成中的流体行为。据此，研究人员开展了加热温度、溶液粘度和反应釜尺寸/形貌等多个因素进行了研究。

(1)温度低，90 ℃左右(2)流量大，如2500 m3的高炉，冲渣水2400 T/h；(3)PH值8.5，Ca：84 mg/L，Mg：51 mg/L，Na：3216 mg/L，Cl：1091 mg/L。(4)大量含沙，直径0.1 mm系统工作原理： 采用的是双循环流程设计 冲渣水排出温度约85～90 ℃，经过沉淀除杂后进入特殊设计的换热器，将热量传递给有机工质，温度降到50 ℃左右，再送到高炉供冲渣之用，从而回收了一定量的余热。 有机工质在换热器内吸收热量后变成80 ℃的过热蒸气，然后进入气轮机膨胀做功，带动发电机转动，对外输出电能。 

基于复杂流动网络计算理论，将电站锅炉蒸发受热面抽象为以节点、受热回路和连接管等元件组成的流动网络系统，根据遵循的质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程及流动传热试验关联式，建立流量分配的非线性计算数学模型，采用Fortran和Visual Basic混合编程技术，开发出具有自主知识产权的通用电站锅炉水动力计算软件HYDROSYS。 软件根据系统部件以及实际功能划分为不同的设备和功能模块，各个模块间相互结合，可以对各种容量等级、各种蒸汽参数、各种炉型（П型、塔式、T型）、各种管圈型式（螺旋管圈水冷壁、垂直水冷壁）和燃烧技术（切向燃烧方式、墙式燃烧方式、W火焰方式、循环流化床燃烧方式）的亚临界汽包锅炉、超（超）临界直流锅炉水动力和壁温特性进行计算分析。

一、 项目简介石墨是典型的层状结构材料，具有良好的导电性，润滑性，化学稳定性。被广泛用于冶金、电气、机械等工业领域。直接使用却具有密度大，分散度差等缺点。 石墨烯是碳原子紧密堆积成的单层蜂窝状晶格结构的一种碳质新材料，是一种二维晶体，是构建其他维数碳质材料（如零维富勒烯、一维碳纳米管、三维石墨）的基本单元。其性能远远高于石墨材料。石墨烯的理论研究已有 60 多年的历史，但一直以来，人们普遍认为这种严格的二维晶体结构由于热力学不稳定性而难以独立稳定存在。直到 2004 年，英国曼彻斯特大学的研究组利用胶带剥离高定向石墨的方法获得了独立存在的二维石墨烯晶体，为二维体系的实验研究提供了广阔的空间。目前石墨烯的制备方法有微机械剥离法、化学气相沉积法（CVD）、外延生长法、电化学法、氧化石墨还原法等，其中机械剥离法得到的石墨烯片量少，随机性大；CVD方法和外延生长法大多以SiC作为基底，成本高，可控性差；电化学方法的得到的石墨烯量较少，不易控制。氧化石墨还原法是通过在石墨表面引入含氧官能团，增大层间距，从而减小层之间的范德华力，然后通过超声等方法改变其杂化状态，再通过还原得到石墨烯。氧化石墨还原法以其低成本的优点成为目前使用最广泛的方法之一，本发明涉及一种采用溶剂热法在低温下制备氧化石墨烯的方法，属于功能材料制备技术领域。二、 项目技术成熟程度目前氧化石墨烯的制备方法主要是Hummers方法。该方法在敞开体系中，需要在制备氧化石墨烯的过程中采用先降温，再分两步升温的三步法, 以及冷凝回流等辅助设备，过程中需要精确控制反应温度且温度高达98 °C，制备出来的氧化石墨烯还需要长时间超声，步骤繁琐，产物的浓度较低，不适合大量生产。本项目采用溶剂热法在低温下制备氧化石墨烯，减少了氧化剂的用量和生产时间。氧化石墨可以通过处理得到具有不同分散特性的母液。也可以直接进行还原,得到石墨烯。而且样品在不干燥的条件下极易溶于水等溶剂，产量较大，大大减少了超声的时间。三、 技术指标（包括鉴定、知识产权专利、获奖等情况）该项目已经申请中国专利并于2013年获得授权 （ZL201110414315.7），与该项目相关的工作也在国际期刊上进行了发表，但是仍有很多问题一直困扰商业化进程。我们实验室也一直在围绕各种问题开展工作。四、 市场前景（应用领域、市场分析等）石墨烯的水热前驱体为氧化石墨，具有完全拉伸的层间距和外层表面富氧官能团，因此可以根据需求进行各种定向修饰，从而实现其亲水、亲油、高分散度、高电导率等特性，作为添加剂可以有效改善化工、冶金、电气工业材料的性能，从而实现高回报率。五、 规模与投资需求（资金需求、场地规模、人员等需求）以石墨为原料，首先需要制备石墨烯的前驱体氧化石墨，再经后处理过程获得各种性能石墨烯材料。由于后处理过程相对繁琐， 耗时耗力，其资金投入完全取决于后处理工艺的优化情况。前期投入100万元，其中包括设备费40万， 原料费10万， 占地100平米，人员5-10人，完全可以达到每天生产1公斤石墨烯产品。六、 生产设备玻璃器皿，反应釜， 超纯水装置，烘箱，超声波设备，电动搅拌器，旋转蒸发仪，离心机等基本设施。七、 效益分析功能化石墨烯是高附加值产品，目前市场上以克为单价销售，价格在500元左右。以每日1公斤生产量计算，每天销售额会达到50万元。八、 合作方式多种方式可以选择，主要是河北工业大学负责产品研发升级，企业一方负责生产与销售。九、 项目具体联系人及联系方式（包括电子邮箱）项目联系人： 任铁真电话： 022 60204909邮箱： rtz@hebut.edu.cn

水浸超声C扫描检测设备主要由超声激发/接收单元、三维机械扫描部件、工业控制计算机和C扫描软件等组成。该设备可以用于复合材料、金属材料内部缺陷的检测，在原理样机的基础上进行再开发可以实现大型复合材料部件检测。 在此设备的基础上，开发具有高效率、高精度技术特点的无损检测设备，可以解决我国航空航天新材料、新工艺的检测问题，显著提高基础部件（如大型小曲率平板等）检测效率和精度，大幅提升我国高端装备制造质量控制能力。 主要性能指标：1. 检测方式：脉冲反射法；2. 测量精度：<1mm；3. 可检材料类型：复合材料、金属；4. 缺陷类型：脱粘、腐蚀、裂纹、孔洞、分层、夹杂；5. 缺陷位置：表面、内部。水浸超声C扫描检测设备是北航无损检测技术研究中心自主研制的无损检测设备，具有自主知识产权。

水凝胶是交联高聚物在水中溶胀所形成的体系，它在工农业生产、日常生活 及医疗领域具有广泛的应用。例如在医用材料领域可以用于药物缓释载体、组织 工程材料、栓塞微球、皮肤伤口敷料、手术防粘剂、降温冰袋等用途。合成所用 原料是天然产物，例如海藻酸钠、透明质酸、壳聚糖、纤维素及改性淀粉等，也 可以用小分子单体进行合成。 本团队长期进行水凝胶的研究和产品开发，合成了各种类型的水凝胶。我们 可以根据用户实际需要进行各类水凝胶产品的设计和制备，优化合成工艺，解决 用户在制备和使用水凝胶过程中碰到的技术问题，对产品性能和质量进行控制， 满足用户的要求。 技术特点：经济技术指标与应用效果：用天然材料制备水凝胶，产物具有优 异的生物相容性和降解性，成本低廉，产品附加值高。 2、创新要点: 采用了现代先进合成方法、包括纳米材料制备技术，所得水凝胶产品具有优 异的环境响应性和适宜的力学性能及热性能。 3、效益分析: 医用材料具有巨大的市场，本项目投资与规模：可根据用户需要确定。 4、推广情况 合作方式：技术开发；提供技术服务。

氢作为二次可再生的清洁能源受到全世界的普遍关注。2019年我国首次将氢能源写入《政府工作报告》，预计2022年市场规模将达到1.8万亿人民币。目前氢气主要有两个来源：化石能源重整和水电解。其中，化石能源重整制氢是最主要的来源，占比约97%，成本低廉但二氧化碳排放居高不下。电解水制氢立足于未来碳减排，被各界寄予厚望，但电力成本居高不下，且目前其实际碳排放（约36千克）甚至高于煤制氢（约20千克）的碳排放。利用可再生能源实现低成本、低排放制氢是未来发展主要目标。 本项目通过半导体多级纳米结构的有序组装，不仅减少光电极对太阳光的反射、拓宽了光电极对太阳光谱的吸收范围；同时通过对材料结构及成分的调控实现对半导体能带的有效裁减，促进光生载流子的分离，以及表面电化学氧化还原反应动力学。进一步通过表面修饰显著提升光电极的工作寿命。本项目通过精确调控、系统优化与多功能协效，目前已经实现了无外加偏压下完全通过太阳能高效分解水制氢，其中太阳能光转化氢效率高达10%。

本实用新型属于污水处理与回收利用领域，涉及一种家庭中水自动处理装置。本装置主要由进水水质识别器2、过滤器5和高级氧化反应器7组成；进水水质识别器2前端与污水进水口1相连，后端分别与电磁阀11和水泵4连接，电磁阀11与下水道3连接；水泵4的出口端与过滤器5相联，过滤器5的另一端与高级氧化反应器7的一端相联；高级氧化反应器7内部设有紫外灯8，内壁有二氧化钛膜9，高级氧化反应器7的另一端与再生水出口10 相联。联用过滤与光催化氧化高级氧化技术处理污水，出水水质好且不用投加任何药剂，再生水处理成本低。

江苏长水实业有限公司地处西周吴国都城之地——江苏省溧阳市竹箦镇，其前身是溧阳市教学仪器设备厂，是一家专业从事英语等级考试听音系统、信号屏蔽系统及无线接收终端耳机、收音机等配套产品的研发、生产、销售于一体的企业，是感应式无线耳机、音频听音系统及漏泄听音系统的发明单位。       企业主要产品有：听音系统、调频/音频/红外发射机、无线耳机、收音机、有线耳机、智能播控系统、手机信号屏蔽系统、教学无线扩音机八大系列产品。所生产的无线耳机连续八年是“中国教学仪器设备行业协会的推荐产品”，并获“中国知名品牌”称号。产品畅销全国三千多所高等院校，在广大用户中享有较高的声誉。        企业秉承“质量赢得市场、诚信铸造品质”的经营理念和“客户满意是企业永恒的追求”的服务宗旨，始终贯彻“追求卓越品质、创造一流品牌”的质量方针，抓住机遇，继往开来！