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能源危機與環(huán)境污染已成為限制當今人類社會發(fā)展的兩個問題，而解決能源危機與環(huán)境污染的主要手段就是大力發(fā)展新能源技術。新能源技術中的燃料電池技術以其環(huán)境污染少，發(fā)電效率高而得到人們越來越多的重視。在燃料電池中，燃料中的化學能直接轉化為電能，發(fā)電效率不受卡洛循環(huán)限制。目前最具有應用前景的是質子交換膜燃料電池技術和固體氧化物燃料電池技術。燃料電池技術應用的關鍵在與新材料的開發(fā)，基于材料的優(yōu)化得到更好的燃料電池產電輸出性能。我們基于固態(tài)離子理論，設計了一系列燃料電池電極新材料及新結構，以提高電池輸出性能為目的，開發(fā)了一系列高性能的陽極功能材料，陰極層材料與新結構，并取得自主知識產權，申請發(fā)明專利多項，目前已有9項相關專利獲得授權，在國際上發(fā)表大量學術論文。在質子交換膜燃料電池制備方面，我們開發(fā)了低成本的熱噴涂法制備質子交換膜燃料電池的技術，并取得中國發(fā)明專利的授權，獲取自主知識產權，并得到應用，成功制備了50-1000 W的質子交換膜燃料電池電池堆，并改造后應用于便攜式電源設計與分散發(fā)電。結合使用儲氫材料罐，可得到一套車用發(fā)電系統(tǒng)；在固體氧化物燃料電池單電池制備方面，我們開發(fā)了一套基于陽極基底流延制備、電解質與陰極層噴涂制備共燒結的單電池制備工藝，并用于制備大面積的平板固體氧化物燃料電池，并組裝了平板電池堆，得到的單電池性能優(yōu)越。在前期科技部863項目的資助下，我們開發(fā)了一系列陽極功能層材料，用于以甲烷、煤層氣以及生物質氣為燃料的固體氧化物燃料電池發(fā)電，得到了較好的發(fā)電穩(wěn)定性和溫度適應性。目前，我們已經(jīng)開發(fā)了便攜式的質子交換膜燃料電池發(fā)電裝置，可用于便攜式供電與不間斷電源；在前期大量的工作基礎上，我們還開發(fā)了完備的固體氧化物燃料電池材料生產技術和固體氧化物燃料電池單電池制備技術，將可以為將來的燃料電池產業(yè)化與商業(yè)應用提供基礎?！駪们熬埃?nbsp;目前燃料電池技術應用的最大障礙在于其高成本、低穩(wěn)定性，隨著人們對新能源技術進步的要求不斷提高和燃料電池技術的進步，燃料電池技術應用的市場將越來越大。目前燃料電池的低成本制備在新材料開發(fā)的促進下，取得了較大進展，燃料電池技術商業(yè)化示范運行目前已在美國、日本、德國等國家開展，技術成熟之后在世界范圍內將會有更大的市場前景。

自激光問世以來，各種激光器在軍用武器與裝備、民用等領域得到了廣泛的發(fā)展和應用，激光致盲武器、防空激光武器、大型激光攻擊武器、激光制導、激光測距儀、激光目標指示器、激光瞄準儀、激光雷達等各種激光武器和激光軍用設備在現(xiàn)代高科技戰(zhàn)爭中，發(fā)揮著重要的作用。其中激光致盲武器是目前各種軍事裝備（如飛機、坦克、艦艇）和步兵已普遍實用的一類攻擊型武器，由于激光的能量

在信息產業(yè)飛速發(fā)展的今天，為了滿足人們對于手機、計算機、便攜式數(shù)碼設備等電子產品進一步輕便、小巧等的使用需求，必須使其核心的電磁元器件向微型化、薄膜化、集成化等方向發(fā)展。隨著電路中的射頻磁器件的體積不斷縮小，使用頻率不斷提高，傳統(tǒng)的鐵氧體材料由于其飽和磁化強度低，使其在GHz使用頻率下無法保持高的磁導率，這就迫切需要開發(fā)一種能夠應用于GHz頻率范圍的高頻軟磁薄膜材料。目前國內外的科研人員采用不同方法研究并制備了多種軟磁薄膜材料，如CoPdAlO（Sharp公司）、CoZrTa（Intel公司）、Co

負極材料是鋰離子電池的主要組成部分，起鋰離子存儲作用。負極材料的性能直接決定鋰離子電池倍率性能和循環(huán)性能。目前商用化的負極材料主要為石墨，受到理論比容量的限制，石墨材料已無法滿足鋰離子電池能量密度的持續(xù)發(fā)展。硅材料由于其高儲鋰容量、適中的對鋰電位等性能優(yōu)勢和資源豐富、成本低等商業(yè)優(yōu)勢，受到鋰電行業(yè)追捧。經(jīng)過長期的開發(fā)，硅負極已部分應用到高能量電池負極中。目前鋰電行業(yè)中，硅材料主要以較小比例（~5%）硅負極與碳復合后，再與石墨混合使用，貢獻較低，且循環(huán)性能差，未能全

由材料科學與工程學院姚曉教授主持承擔的國家“863”計劃項目——“油田固井用水泥基多功能復合材料”，在油田固井用水泥基多功能復合材料的制備技術、生產工藝、過程控制方法和應用技術方面取得了突破性的創(chuàng)新成果，所開發(fā)的油井水泥晶體膨脹劑（發(fā)明專利申請?zhí)枺?00510094587.8）和油井水泥防漏增韌劑（發(fā)明專利申請?zhí)枺?00510094588.2），擁有自主知識產權。產品具有晶體雙膨脹、增韌、低濾失和防漏等多種功能，可提高油氣井的防竄能力和水泥環(huán)的抗裂性能，整體技術處于國際領先水平。研究成果打破了國內油田固井材料的傳統(tǒng)觀念和產品格局，成為油田固井材料的更新?lián)Q代產品，成功地在大慶、勝利、大港、中原、吉林、長慶、江蘇、青海、河南、吐哈、玉門、華北、冀東、塔里木和延長油礦等十多個油田的近600口天然氣井、地質勘探井、調整井、水平井、小間隙側鉆井、欠平衡井和開發(fā)井等不同類型的油氣井中得到推廣應用，解決了老油田調整井和國家發(fā)改委“十五”重點建設項目（西氣東輸）青海澀北氣田（西氣東輸氣源區(qū)）長期存在的固井竄、漏技術難題，固井質量顯著提高，有效地減少了油氣資源散失，延長了油氣井開發(fā)壽命，提高了油氣資源利用率。為油田創(chuàng)造直接經(jīng)濟效益2000多萬元，間接經(jīng)濟效益5億多元，其經(jīng)濟效益和社會效益顯著。

首先設計合成了 Fe2B 間隙化合物，其中包含一維硼鏈結構和高導電的 Fe 主體網(wǎng)絡，該化合物表現(xiàn)出與純硼截然不同的電化學性質， 1400 次循環(huán)后基于 B 計算的容量可達 10700 mA h/g 。高導電的 Fe 基質和高分散的一維硼鏈結構首先激活了部分 B 的儲鋰潛能，并且在循環(huán)反應過程中 Fe 基質不斷將硼鏈分散成單原子，從而實現(xiàn)了更高效的儲能。然而，由于間隙化合物中 B 的質量含量過低，材料整體容量不符合實際需求。研究者隨后通過熱力學計算發(fā)現(xiàn) B2O3 與鋰發(fā)生電化學反應的標準吉布斯自由能變僅為 -489 kJ/mol ，即發(fā)生該反應的逆反應發(fā)生僅需克服 489 kJ/mol ，遠小于可逆負極材料 Fe2O3 和 SnO2 。?

金屬基復合材料是近幾年來迅速發(fā)展起來的一種高技術的新型工程材料，它具有高的比剛度，比強度，優(yōu)良的高溫性能，低的熱膨脹系數(shù)以及良好的耐磨、減摩性。由于其優(yōu)良的加工、成型性能，明顯的性能價格比之優(yōu)勢，在世界許多國家，如美國、英國、日本以及印度、巴西等對它的研究和應用開發(fā)正多層次大面積的展開。金屬基復合材料的成功應用首先是在航空、航天領域，如美國宇航局（NASA

研發(fā)階段/n項目簡介：耐磨耐蝕合金材料廣泛應用于通用機械產品，如泵用葉輪、泵殼、泵蓋，閥門閥體、閥蓋，離心轉子等所有過流部件。這些產品經(jīng)常承受特殊固體介質的機械磨損、液體介質的化學腐蝕、汽蝕和沖蝕磨損，以及高溫氧化，工況條件十分惡劣。我院研制的耐磨耐腐蝕合金材料廣泛應用于冶金、礦山、電力、化工、建材等行業(yè)，具有優(yōu)良的耐磨性、耐蝕性和抗沖擊力，取代高鉻鑄鐵、鎳硬鑄鐵、高錳剛及不銹鋼等材料，用于制造磨球、襯板、渣漿泵（閥）、風機等易損件，以及高溫耐磨件，其壽命比常規(guī)材料提高兩倍以上，優(yōu)良的工藝性能，其性

高性能玄武巖纖維。強度：接近普通碳纖維（T300）水平,無磁、耐鹽。項目將高性能玄武巖纖維與樹脂等基體材料復合，可以制備多種玄武巖纖維復合材料，替代傳統(tǒng)鋼筋、鋼材、混凝土等結構材料加工成筋。如在海島高鹽環(huán)境，特種環(huán)境（無磁、低磁等）替代結構使用。

氣凝膠材料是一種納米多孔性固體材料，孔隙率高達 80.0-99.8%，是最輕 的固體材料，比表面積非常大，隔熱性能好。 本項目除可生產耐 650oC 二氧化硅氣凝膠隔熱復合材料外，還可生產耐 1100oC 透波型二氧化硅氣凝膠隔熱復合材料。氣凝膠隔熱復合材料可用于冷庫 保溫、石油管道保溫、LNG 保溫、高速鐵路保溫隔音等領域；還可用于防爆、 防彈，氣凝膠材料具有吸能的特點，在防爆領域應用前景廣闊。 本項目研制的二氧化硅氣凝膠隔熱復合材料性能指標優(yōu)于國外同類產品， 耐 1100oC 的兩種二氧化硅氣凝膠隔熱復合材料國外尚未見報導，綜合技術水平 處于國內領先，達到國際先進水平。