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【成果精选】研究院先进材料领域代表性应用成果推介

发布时间:2023-12-29点击量:9

01 柔性智能阻燃电热薄膜材料产业化及应用

柔性智能电热薄膜材料是一种全新的电热转化材料,具有热效率高、节能省电、寿命长、无明火、安全可靠等优点。通过自主研发新型电热薄膜的规模化制备与改性技术,解决了低电压高效能量转化,克服了传统电阻丝加热的诸多不足引入独特面辐射优势和热压封装成型工艺,比传统电阻丝节能30%以上面向新能源汽车、航空航天、军事、智能家居、现代医疗、现代农业等领域的新产品。

获批2022江苏省重点研发计划项目,材料综合性能获得权威机构鉴定,应用示范效果、服役稳定可靠性已获得行业认可。相关技术成果已获授权专利10余项,在国际和国内期刊发表多篇学术论文

与上海电气合作,在3000米高海拔云南野牛风场完成了风电叶片除冰应用

中国商飞合作,正在开展新型低能耗机翼除冰技术攻关,用于国产大飞机;

与比亚迪合作,正在开展动力电池热管理、轻量化和阻燃一体化技术研究。

 

 

02 油气储运装备新型防腐保温复合功能涂层的研发

本项目基于纳米材料改性、高分子树脂原位聚合、核壳功能填料和相变微胶囊储能等原理和技术成功研发出油气储运设备防腐保温复合功能涂层,解决了油气储运设备腐蚀和保温两大痛点问题,大幅提高了涂层的附着力、抗冲击、防腐蚀等性能,实现了恶劣环境下长期可靠服役。

相关技术成果已获授权发明专利18项,发表学术论文10余篇,参与制定海洋管道防腐国家标准1项;通过技术许可、转让方式,项目技术成果已在科成、海隆新材料公司实现产业化,广泛应用于国内外企业、大型海洋工程。

成果荣获教育部科学技术进步奖二等奖(名称:新型防腐保温复合功能涂层关键技术及油气储运装备工程应用),2022

荣获中国石油和化学工业联合会科技进步二等奖(名称:深海油气输送管道长效防腐保温复合涂层关键技术及应用),2021

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03 新型智能变色控温节能自清洁薄膜研发及产业化

项目通过引入仅千分之一(1.0 wt‰)钨掺杂VO2W-VO2)无机纳米粒子和表面改性,首次实现了薄膜透光率、红外发射率和太阳光谱调控率的同步大幅提升及超低表面能,将材料温敏相变温度从68℃大幅降至接近室温,并突破了光谱型热致变色薄膜材料调光区间难以拓宽的难题。可见-近红外波段太阳光谱调控率达到81.5%,红外发射率达到95.4%。该薄膜材料与玻璃贴合精准度小于1µm,使玻璃在室温下可见光透光率增加到92.7%,而40ºC时降低至28.6%,超疏水表面水接触角≥132°。特别是,薄膜不仅能够自动感知环境温度可逆切换透光率,自动变色响应时间20秒以内,且具备优异的自清洁、零能耗降温能力,360次冷热循环后仍稳定可靠,优于当前国际上报道的最高值。这种新型薄膜应用前景广阔,包括高铁、汽车玻璃、舰船窗、飞机机窗、建筑玻璃等,替代普通平板玻璃、红外吸收玻璃、钢化玻璃等能够显著降低能耗减少CO2排放。经公安部交通安全产品质量监督检测中心等多方检测,各项技术指标符合国家标准。

项目获南通市重大科技成果转化项目的支持

入选2022年度海安市优秀科技成果。

入选2022年度江苏省行业领域(新材料化工纺织领域)十大科技进展

 


04 碳包覆金属纳米颗粒的高效规模化制备技术及应用

纳米复合材料的研发应用符合国际绿色工业发展和我国可持续发展的要求,是先进绿色化工新材料的最佳选择。其中,纳米金属/碳复合材料兼具了纳米尺寸金属与功能碳材料的性能优势,赋予其特殊的光学、热学、催化等功能,是催化污水降解处理、防腐涂层和电池隔膜的关键增强材料。本项目成果基于选择成核与限域生长的双金属/碳层状复合球的一步快速制备方法,与国际上报道的传统bottom-up路径完全相反;该专利技术既可实现对纳米粒子尺寸、数密度的控制,又能够对粒子在三维空间的分布位置进行调控;产物纯度高,具有独特的层状结构,反应速率快、产率高;反应可控性好,技术适用范围广。团队以此为核心技术联合多家企业进行产学研合作,研发出了材料规模化低能耗新工艺和设备,实现了双金属/碳层状复合球公斤级的批量化生产。

该项目成果荣获了第二十三届中国专利优秀奖

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05 用于绿色节能建筑的轻质高安全软瓷材料产业化

采用固废无机粉改性,通过反应交联的方式进行有机-无机复合,在低交联剂含量情况下达到很大的交联强度,从而提高材料强度、耐老化和阻燃性能;软瓷特殊的成型工艺,能够对任何石材、凹凸面装饰品进行模仿,表面也可以任意修饰,轻质、长久耐形变;生产过程能源消耗,无三废排放。自主研发出粉体表面改性和插层技术、梯度控温及低温烘烤交联等技术、连续一体化成型技术。

项目相关技术成果已获授权发明专利8项,发表学术论文4篇;

获得江苏省科技支撑计划项目支持

项目成果已在华新建工、苏美、藤格建材公司等单位推广应用。

成果荣获2021年度江苏省建设科技创新成果奖南通市科技进步奖


06 高性能辐射降温节能薄膜材料的规模化技术及产业化

传统的主动降温系统(如空调)在冷却降温时,往往伴随着大量的能量损耗以及对生态环境造成破坏的温室气体排放,寻求低能耗、环境友好的降温方式成为人们致力追求的目标。辐射冷却降温能够在不消耗任何不可再生能源的情况下,将热量以电磁波的形式辐射到外太空去,被认为是最有前景的被动降温方式。

本项目设计制备出一种由微米孔聚合物单面定向富集SiO2微球构筑的新材料,其独特新结构赋予该材料优异的辐射降温性能。太阳光反射率均96~97%,高于当前国际最新报道值,达到国际领先水平。不考虑非辐射传热,夜间的理论降温值高达~28 ºC,白天太阳光照下的理论降温值高达~18 ºC特别是,该材料在应用时不仅能够自支撑成膜,还能够像涂料一样,在各种不同的基体材料(如金属、木材、塑料等)表面沉积成膜实现高效降温节能;成本低、工艺简单、适合大规模生产。目前,正在推进这种高性能辐射降温节能薄膜材料的产业化

 


07 光伏余热回收/降温系统及热管理提质增效技术研发

为了更高效地实现光伏组件的降温和余热回收,提高光电转化效率、延长服役寿命,项目首创性地设计了光伏电池的余热回收/降温系统,将温差发电片和隔热膜贴合在光伏背板上,成功实现了光伏组件的降温和余热回收。相比传统的风冷降温法和液冷降温法,本项目可以实现了1015℃的降温效果,不仅在降温效果上表现更出色,而且提供了额外的能量收益,大幅提高了光伏发电系统的整体效率。

项目技术成果已获得多项发明专利授权。与合作公司开展技术攻关,正在推进相关材料和技术的产业化应用

 

08 全降解壳聚糖止血棉产业化及应用

出血失控是外伤以及医院手术中导致死亡的重要原因,因此,对病人和伤员的出血进行快速、有效控制具有重要的临床意义。该项目通过自主研发出一种壳聚糖纳米纤维薄膜材料,并对其表面进行改性,获得了具有低毒、快速止血功能的止血材料。产品可用于有效愈合复杂形状的伤口,加速血液凝结的速度并极大地抑制创面细菌繁殖,从而达到快速止血的目的。对动脉出血具有极强的止血作用,可广泛的应用于战场、急救、手术创伤恢复等方面。

已授权3项发明专利并发表多篇论文。

该项目正在和企业合作,推进相关材料和技术的产业化应用

 


09 高性能钠离子电池正极材料及规模化制备技术的研发

高性能钠离子电池正极材料的研发和产业化是当前能源领域的热点之一。钠离子电池作为一种新型储能技术,具有高能量密度、相对低成本和钠资源丰富等优势,被广泛认为是可替代锂离子电池的候选者之一。本项目通过寻找具有高容量、高反应活性的层状氧化物电极材料,采用简单水热法合成球形层状氧化物,进行Cu元素掺杂提高材料的比容量。在后续的工作中也引入了多元素掺杂,在提高比容量的同时,解决钠离子电池的循环稳定性的问题。

项目相关技术成果已获授权专利4项,并发表多篇学术论文

该项目正在和企业合作,推进相关材料和技术的产业化应用

 


10 废弃锂电池绿色高效干法再生高值化利用技术研发

废弃锂电池的回收及其电极材料再利用是一项关键的环保技术。通过先进的分选和处理技术,可以将废弃的锂电池中的有价值材料,如钴、锂、镍等有效回收利用。这不仅减少了对原材料的依赖,还极大地降低了环境污染。本项目通过创新的电极材料回收方法,将这些废旧电池中的电极材料转化为再生材料,进而制造出新的电池,实现材料的循环利用。这种回收技术解决了传统回收工艺中会造成大量的温室气体 (GHG) 排放、环境污染及针对正极材料不适用的问题,有助于实现碳中和目标,减少自然资源开采的能源使用,并减轻废电池报废造成的环境污染,使锂离子电池更经济、更可持续。

该项目技术行业领先,具有显著的性能和成本竞争优势

该项目正在和企业合作,推进相关材料和技术的产业化应用

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