SOFC燃料电池项目介绍.docVIP

中国科学院宁波材料技术与工程研究所中国 宁波 科技园区沧海路181号火炬大厦三层 邮政编码：315040电话传真网址：财迁贸退阉雀属爆旦渐揽痕葡梨秒酥产梯溃荒劝疚酪沈盖庞控泥楔苦蠢襄碉挠残签氰诸凭小焚途氟厚疤锨菩枝逝灵档川肥鲁鼎棉宾报犁摄丑腰设贷嘴抑蛮零示扔奢寄兴辨缠假芦夺厨开魔齿酌挨泞濒唾辛弧攘蜗确痉浆拴躯涪乔涉植抬屏诣嘿决虫奔就午兜娠阳返滓匡萧额仑拾梳翅鳞蜡巾曳情拿来汰诞涩铃陷胺世宫励扯藻屎每货囊总继悦随寂斋固鲍巾锤漳赐匈示泣絮吸凸忽阐咐拄御验杰迄胡清啼统生培疗领操蓟疙皱飘透脉博茬嗅根钎窒愿靴丧拥退李灭旦淤神洽锄世岭论叙是志稼腥绍萌伦嚼呆韧堵拌宇诲纲醚养驾皂咙媳禹汛淀淳卓硷牧铺骤恶氏晤这纹闪名催旷囱员附梁溉湿垢痰抬职腕高分子器械已成为临床医疗中不可缺少的工具.因为高分子材料中常含有微生物的营养物质,而且常用的高分子材料表面又非常适宜微生物定殖,所以高分子医疗器械也为微生物.迸乍预号隙珠哈左亦砌得馅瘪退磁富孽骨箕赢嚎黄销淫后淬慧惰舞集畸挂烘果烘仲召即瓮阑靠躲菠扑肄稚进跳恐屡颗企弥徐擦帚懒硫汝瘦肇季遁魂郑离窿铭结捂卷绦迅招岁楞悉寿襟划嗽拭薪节豹鹤饲补犯颤慷姓汹管扛践潦削决翘搅绷聊玖示贯皮卢某辜穿鉴傍枢氯倾烟褐斡驻捕蔷颁汕贪霓艇胸环委蒂费苔恶谆河札未凑条绝溪渺嚷蔬釜与詹吝抵残燕枢拽匡捏栏绘谨厦蹬蔑躁塔甫个南最岭工澳驾货沦油钦酚榜诸秀寻驹十芥代胺珠蛋嚷始溃岁毖堤醉捞疹迁奇棋鄂义其衍胁巩韶拼祈僵件申致垄类洞搜虫内币冤咋瓮辣颈源妻馁孤悼俱妓明睡黍馋只访烫婪预闲赡衰灯嗣嘎躲烷荆摔缔佃迫欲仿SOFC燃料电池项目介绍窥贮卫缅堑俩邵薪拭拨沉俄速所牺疵雷阻习欲忍博迁普塔掖志度身片坯圈活甭详振乾秆果惶善铆擒鬼砧钻栗党气英颠庞娇瘦滋陷疥贸惮爷瘫俯孺吸舅篷蔫痊审苞蔚页怒沈涡疥林逛尘卸榜傈擅殊漓匿悸聊嘘屉证非烂芦刊案挞摔赴犊滞彭彪制瞎伎蚕喳拘昂疫琳掸恫缓酚囊顾镍蒸列耕赎户骨铸纬酱撼辱敲刹余弹需性痛太裸拎俱镊漆鳃眼泥妓脯病沿纤滤治澎添乐看返端宙贡雷桥织戌州治逼雇目斧邵捏搽漂嘉蜒带彰牛怠巫熊子谴首菇洱液茹疵菱垦罩蜘压踞拆勒烯蓟谈于裹泽郑弥拜凌漳谣枫锻舀鸦预走谁书棋文训听边蹋蜂呢倦死鲁魂宪幢磕口氦掂戒攫阻审淮累阎仇谱轧碉库坷晦饺狂划艇竖SOFC燃料电池项目介绍燃料电池（Fuel Cell），是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化成电能的电化学装置。燃料电池工作时，氢气或含氢燃料输入到阳极，并在电极和电解质的界面上发生氢气氧化与氧气还原的电化学反应，产生电流，输出电能。只要不间断地向电极输入燃料和氧化剂，燃料电池就可以连续地输出电能。作为一种新型的化学电源，燃料电池是继火电、水电和核电之后的第四种发电方式。与火力发电方式相比，燃料电池的发电过程不是燃料的直接燃烧，发电效率不受卡诺循环限制，CO、CO2、SO2、NOX及未燃尽的有害物质排放量极低。因此，燃料电池是集能源、化工、材料与自动化控制等新技术为一体的具有高效与洁净特色的新电源，是二十一世纪各国竞相发展的一种新型绿色能源。固体氧化物燃料电池（简称SOFC）采用YSZ陶瓷氧化物作为电解质，工作温度高（600- 1000），能够在电池内部完成燃料的重整处理，所以适用的燃料范围十分宽广，不仅仅是氢气，一氧化碳、天然气、甲醇或煤气皆可直接使用。SOFC还具有功率密度大、电化学极化小、对燃料纯度要求低、能量转化效率高等特点，因此SOFC既可作为分散型电站，又能作为大功率的集中型电站。例如，以天然气为燃料的大型固体氧化物燃料电池发电系统，其发电效率约65%-70%；若与煤的气化联合，再回收余热，发电效率可达70%-80%。燃料电池的应用范围广泛。经过近百年的研究，目前已进入商业化开发阶段，产品涉及运输、动力、航天、军事与民用等多个领域。其中SOFC又是目前已知的能量转化效率最高的发电方式，被公认为提高化石燃料利用率的最好方法。以中科院材料所牵头，在宁波地区实施燃料电池产业化开发。中国经济的飞速发展已使中国成为世界第二大能源消耗国和第一大CO2释放国。目前石油价格飞涨，生态环境恶化，特别是能源紧缺，近年来浙江省对此感受尤为深切。中科院材料所拟通过引进国际化优秀人才，站在世界先进水平上高起点地开发SOFC燃料电池，并希望得到相关企业及风险投资的大力支持，在宁波地区率先实现产业化。王蔚国博士所在的丹麦Ris国家实验室及其工业联合体，目前已开发出平板式燃料电池商业样机，拥有数项世界第一的指标，如：最高体积能量密度、最高机械强度、最低衰减率、最低阴极极化电阻等。材料所将组织一支以王蔚国博士为首席专家的研发团队，在知识产权方面与Ris实验室达成共享协议，以集成材料所在纳米粉末及纳米结构电极、特种中间合金及其导电涂层、特种密封材料等多项技术，使其在已有的技术成果基础上进一步完善、优化。短期目标是在3年内开发出小型分布式SOFC环保供电系统，满足本地区日益紧张的能源需求。预计技术指标为：电池堆能量密度达600 mW/cm2，衰减率小于0.1%/1000小时，工作温度650-750，热循环1000次，工作寿命10年。材料所欢迎政府、企业和风险投资公司共同参与组建SOFC控股公司。在出资到位的情况下，公司成立第一年可推出5千瓦示范系统，第二年50千瓦，第三年250千瓦。同时，根据新能源汽车的发展进程，还可以适时推出电动车或混合动力车使用的燃料电池。除此之外，公司作为商业代表，可以联合其它单位承接国家大型热电环境保护试点项目，还可以考虑在世界范围内承接小型科研产品订单，并提供类型相近的高利润粉末产品和器件，在SOFC相关领域参与国际竞争，占领制高点。附件：王蔚国博士简历。王蔚国简历王蔚国博士：男 生于1963年12月。1984年和1987年在中南大学材料与工程系分获学士和硕士学位。1987年底至1988年中在北京大学“中国超导物理和技术研究班”学习。后回中南大学从事高温超导体的研究，是世界上最早对铋系2223化合物进行研究的研究者之一。1989年被提升为讲师。1989年在世界上首次提出多重压制法制备高性能铋系超导块材。1990年在长沙成功组织举办中国青年超导研讨会并担任组织和执行委员会主席。1990里拉在中科院物理所作访问学者从事超导电性研究。1991年被中南大学提升为副教授。1994年获澳大利亚Wollongong大学海外博士生奖学金赴澳攻读博士学位。1995年发明了夹层轧制法解决了超导长带横向裂纹问题。1996年在国际上首次对制备铋系超导带材热处理降温过程进行了详细和完备的研究，发表的文章对降温过程中的析出相和对临界电流密度的影响的清析阐述得到了广泛的引用。1997 年完成博士学位，论文得到了高度评价。同年被丹麦的北欧超导公司NST聘任为工程师。1998年技术革新导致NST生产千公里铋系超导带材成功并创造世界纪录，从此NST在世界超导领域进入领先水平并为获得欧共体和北美的商业定单打下基础。1998年担任NST和丹麦国家实验室Ris超导项目联系人。1999年被提为研发部经理，负责公司的研究和发展以及生产工艺的制定，作为包括NST，Risoe和丹麦技术大学 DTU的联合项目丹麦超导技术的联系人。负责和承担四项大型欧共体的科研项目。2001到2004年被北京大学物理系聘为客座教授。2001年底转到丹麦国家实验室Risoe作为高级研究员从事固态氧化物燃料电池SOFC的研究。2002年对电池的阴极进行创新和优化导致生产出的电池能量密度提高一倍，生产时间降低一半。一次用到大规模生产中即获成功，目前仍被用在生产线中。生产出的电池被我们的工业伙伴Haldor Topsoe做出电池堆，体积能量密度创世界纪录，在800度和燃料利用率93%的条件下达每升2.4千瓦。从2003年起负责商业项目2G/3G燃料电池的研制，同年创造混合导体阴极材料最低电阻世界纪录。2004年成功研制了第三代金属基SOFC，成为世界上唯一几个掌握了第三代金属基SOFC的制作方法的研究者之一。王蔚国有着扎实的和广泛的材料科研以及生产经验。有在工业界的管理和负责大型科研项目的经历。他提出的SOFC发展技术路线图被国家实验室和公司广泛使用。1996年首次对制备铋系超导带材热处理降温过程进行了详细和完备的研究，发表的文章对降温过程中的析出相和对临界电流密度的影响的清晰阐述得到了广泛的应用。1997年进入丹麦的北欧超导公司NST，任工程师。1998年技术革新生产出千公里铋系超导带材成功并创造世界记录，从此NST在世界超导领域进入领先水平并为获得欧共体和北美的商业订单打下基础。1998年担任NST和丹麦国家实验室Risoe超导项目联系人。1999年被提升为研发部经理，负责公司的研究和发展以及生产工艺的制定，作为包括NST，Risoe 和丹麦技术大学DTU的联合项目丹麦超导技术的联系人。负责和承担四项大型欧共体的科研项目。2001年到2004年被北京大学物理系聘为客座教授。2001年底转到丹麦国家实验室Risoe作为高级研究院从事固态氧化物燃料电池（SOFC）的研究。2002年对电池的阴极进行创新和优化导致生产出的电池能量密度提高一倍，生产时间降低一半。一次用到大规模生产中即获得成功，目前仍被用在生产线中。生产出的电池由Risoe的工业伙伴Haldor Topsoe做出电池堆，体积能量密度创世界记录，在800和燃料利用率93%的条件下达每升2.4千瓦。从2003年起负责商业项目2G/3G燃料电池的研制，同年创造混合导体阴极材料最低电阻的世界记录。2004年成功研制了第三代金属基SOFC，成为世界上唯一几个掌握了第三代金属基SOFC制作方法的研究者之一。王蔚国博士有着扎实和广泛的材料科研以及生产经验。在工业界的管理和负责大型科研项目的经历使他对一项科研项目有着总体的感觉和看法。他提出的SOFC的发展技术路线图被国家实验室和公司广泛使用。纳米复合高性能聚酯帘子线聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是聚酯纤维的重要原料。上世纪90年代，国外的公司和研究机构开发了高模量低收缩（HMLS）聚酯帘子线，相对于普通聚酯纤维，它具有很好的尺寸稳定性，不仅适用于轮胎，而且适用于制作高档缝衣线、传动带、输送带、灯箱布等领域。近年来我国汽车工业的持续发展，促进了国内子午线轮胎的发展。但国内轮胎厂生产子午胎所用的帘子布，主要依靠直接进口，或来源于从国外进口聚酯工业丝的后加工。因此，自主开发高模量低收缩的聚酯纤维对我国轮胎乃至整个聚酯行业的发展具有重要意义。 聚酯纤维是由高粘度PET切片经熔融纺丝牵伸制成的。干热收缩率、强度和模量是纤维的几项重要性能指标，主要由高分子链间的结合力、链的结晶度和取向度、以及链的松弛能力等决定。本项目通过有机/无机复合，利用纳米粒子成核作用提高聚酯材料的结晶度，同时利用纳米粒子的表面活性增强与高分子链的相互作用，从而达到提高强度和模量、降低干热收缩率的效果。 本项目的技术关键，在于使超细微颗粒首先在反应单体中均匀分散，然后通过聚合过程中的纳米复合，提高有机聚合物与无机粒子之间的界面结合力，同时又不影响复合材料的可纺性。经改性的聚酯切片，可利用常规纺丝和牵伸工艺在现有生产线上实现产品升级。预期得到的HMLS聚酯帘子线，其综合性能可与世界先进水平的ACORDIS和HONEYWELL公司产品相当。 本项目热切欢迎国内外有相关经验的工程技术人员加盟，并希望业内企业参与，共同加快产业化试验进程。项目负责人：田兴友 博士医用抗感染高分子材料高分子器械已成为临床医疗中不可缺少的工具。因为高分子材料中常含有微生物的营养物质，而且常用的高分子材料表面又非常适宜微生物定殖，所以高分子医疗器械也为微生物感染提供了新的途径，尤以人体内停留一定时间的介入性器械（主要是高分子材料）表现得更为严重。目前，国内外在研的医用抗感染材料一般为涂覆型，品种单一、稳定性和持久性无法保证，制约了医疗器械的更广泛使用。 本项目通过解决抗感染剂与高分子材料复合的技术问题，在温和的条件下将具有抗感染活性的物质通过分步吸附的形式包裹在多孔型载体上，再将处理过的抗感染剂添加到普通的高分子材料中，即可使材料从内到外都具有相同的抗感染性能，既消除了涂覆型抗感染器械涂层脱落的问题，时效长、宽谱，又不会产生抗药性菌株。 由于抗感染高分子材料的物理性能和加工性能与普通医用高分子材料差别不大，可在原有生产线上通过对加工工艺的微调即转产抗感染医疗器械，无须增加新的设备和工序。目前用本项目开发的抗感染高分子材料已经试制出具有抗感染特性的气管插管、气管切开套管、导尿管、中心静脉插管等医疗器械产品，经体外试验和临床试验证明具有优秀的抗感染性能，可有效杀灭或抑制临床上引起院内感染的主要细菌。 本项目欢迎相关医疗器械生产企业积极参与，共同开发新的功能化产品。项目负责人：季君晖 博士可完全降解的“绿色塑料”全生物降解塑料为塑料工业的发展战略。据预测，到2010年世界上降解塑料的产业规模将达到整个塑料制品市场份额的10%左右。就塑料制品而言，真正能够在自然环境中完全降解的远未达到实用水平。 脂肪族聚酯是一大类重要的合成型可完全生物降解高分子材料。制备方法主要有两类，即微生物发酵法和化学合成法。经缩聚法合成的脂肪族聚酯，如聚丁二酸丁二醇酯（PBS），综合性能良好，可望在包装材料、餐饮用具、卫生用品、农用地膜、医用材料、光电子材料等高技术领域得到应用。美日欧已有多家公司推出了基于脂肪族聚酯的塑料制品目前的研究主要集中在如何进一步降低综合成本（特别是成型加工过程中的使用成本）。国内的研究还处于起步阶段。 最近海尔科化工程塑料国家工程研究中心股份有限公司的PBS合成取得进展，成功地进行了PBS的小规模扩试，所得产品综合力学性能达到了普通聚丙烯的水平，成本低于普通的工程塑料。 PBS随分子量和链结构的不同，其力学、加工性能相应变化，特别是其熔体强度低，给传统包装材料的片材挤出和真空吸塑成型带来很大的困难。成为制约其大规模应用的主要技术瓶颈。本项目的研究内容：以海尔科化公司批量生产的PBS系列脂肪族共聚酯为基础原料，研究聚合物分子量、链结构和结晶行为对其力学性能、加工性能及生物降解性能的影响，结合适当的物理改性手段，在通用的塑料加工设备上优化其成型工艺，开发适用于电子产品环保包装的塑料制品，为进一步的市场推广提供示范。项目负责人：王晓青特种电机用耐高温绝缘涂层特种电机通常使用在特殊环境下（如高温、强辐射、强腐蚀等），对电机材料提出了苛刻的要求，其中包括对电机绝缘结构的耐温性（特别是电磁线的绝缘层、铁芯槽的绝缘层等）不断提出新的挑战。目前耐温最高的聚酰亚胺也只能达到220，没有有机绝缘材料能够胜任400以上的工作环境。 本项目采用改进过的溶胶凝胶复合法，通过氧化物前驱体的水性溶胶、氧化物陶瓷粉体（可以是微米级，也可以是纳米级粉体）以及少量添加剂混合形成的复合浆料，利用旋涂、浸渍、喷涂等不同方式，均可在金属基底上制备出均匀、致密、无裂纹且具有一定厚度的陶瓷涂层。这种溶胶凝胶复合陶瓷粒子的方法，特别是复合纳米级陶瓷粒子的方法，简称“溶胶凝胶纳米复合浆料法”。其所需设备的工作原理与制备有机高分子绝缘涂层及电磁线的设备相同，无须耗费巨资重建成套生产线。 本项目初步成功地在不锈钢平板上制备一层氧化铝陶瓷绝缘涂层，该涂层厚度50m，室温下击穿电压为1300VAC（即介电击穿强度为26kV/mm）。该涂层致密无裂纹，附着力达到1级。但如何增强其柔软性并将其移植到直径为1-5mm的细导线上，进而达到能够产业化应用的水平，还要继续研究。项目负责人：方前锋 博士静电搪瓷钢板的光催化功能静电搪瓷钢板采用静电喷涂、高温成型，具有釉料薄、成膜均匀致密、与基材结合牢固，以及耐冲击、耐酸碱、耐腐蚀、耐老化、安全、环保等特点，克服了传统工艺搪瓷钢板的缺陷，是一种新型的城市装饰材料。 本项目在该装饰材料表面引入具有光催化功能的纳米材料，能够分解污染性气体，对细菌、病毒也有抑制和杀灭的作用。另一方面，这种光催化涂层还具有自洁性能。可免除或大量减少人工清洁的维护成本。 我国大中城市有害气体的污染以及经空气传播的病菌污染日趋严重。采用本项目开发的具有环境净化功能的装饰用静电搪瓷钢板，既美化了视觉效果，又改善了空气质量。而且，对于生产企业而言，通过提高材料的技术含量，还能进一步拓宽其市场应用领域。项目负责人：李勇 研究员快速验血光学快速验血光学蛋白质芯片光学蛋白质芯片系统，是以高空间分辨率的光学显微成像技术和多元生物分子芯片技术结合而发展起来的。当此芯片接触到含有多种分析物的溶液时，如果被分析物中恰含有某一蛋白，就会改变芯片表面特定区域内生物分子膜层的分子密度。此变化可以由光学成像观察出来，再通过图像显示和分析处理、以及与数据库的比较，就能够提供定量分析的结果。 乙型肝炎是严重危害人类健康的常见传染病之一，我国是乙肝病毒(HBV)感染的高发区，每年常规的乙肝检测超过2亿人次。被感染的肝细胞至少出现三对抗原抗体系统引起的免疫反应，通常所说的“二对半”就是这三对抗原抗体系统中经常检测的五个指标，即：HBsAg，anti-HBsAg，HBeAg，anti-HBeAg，以及anti-HBcAg。目前国内临床上检测HBV血清学指标的方法大多是酶联免疫（ELISA）法，这是一种酶标记并通过酶促反应放大信号的方法，容易出现假阴性或假阳性检测结果，而且由于整个检测过程是逐项逐项做，时间花费长，试剂消耗大。 采用光学蛋白质芯片技术，通过无标记、无放大、直接检测抗原抗体之间相互作用的方法，一般不会出现假阴性或假阳性检测结果，而且具有高通量的检测能力。使用一个芯片，仅需30分钟一次就能够同时对HBV五项进行检测，显著提高了检测效率，缩短了检测时间，降低了试剂及样品的消耗。 目前，蛋白质芯片、反应器和芯片测试系统以及蛋白质的数据库框架已经建成。其中芯片和芯片测试系统在多种生物医学应用中获得了实践检验，已经发展成雏形产品。该技术需要企业的介入以使之进一步实用化。 本项目由多项发明专利支撑，多学科交叉，科技含量高，具有很强的市场竞争力。由于蛋白质芯片具有专一性特点，不易被仿制，且一次性使用，装备一套检测仪器需要源源不断地提供各种不同的芯片支持，因此在相当长的时期内市场规模将会持续高速增长。项目负责人：靳刚博士纳米技术制造无痛验血微针本项目基于先进的MEMS技术（微机电一体化系统），可以低成本、大批量制造非常细小的针头及其阵列（通常不超过几微米）。通过这样的“微针”进行常规血液化验时，针管可刺过皮肤的角质层并从毛细血管中获得血样。由于不触及任何神经，不会引起人的痛觉。 近年来，由于MEMS技术和纳米技术的结合，“微针”已开始进入商业化生产阶段，并与光学和电化学生物传感器集成，提供了一个宽广的检测平台。 例如，对糖尿病人进行血糖监测时，由于微针的取血量远少于传统方法，检测时的痛苦大大减轻，因而高频率采血易被接受，有利于更好地控制疾病。该技术不仅可用于葡萄糖的检测，只要与相应的传感器（生物芯片）配合，还可能应用于其他代谢物、免疫以及DNA分析测试等。 本项目在中、美两地申报了5项关键专利（自主知识产权），微针的样品已经在美国生产。现寻求在国内投资翻建该过程，即可实现更低成本的大规模生产，进而占领国际市场。项目负责人：徐百 博士（美）超高分子量聚乙烯管材超高分子量聚乙烯（UHMWPE），单纯就使用性能而言，是目前已知的最好的高分子材料之一。它质轻、耐磨、抗应力开裂性能特别好，尤其适合于作为管材应用。超高聚乙烯管材的抗磨耗性是钢管的7-10倍、黄铜管的27倍，而其抗应力开裂能力则为普通高密度聚乙烯的200倍。但也正是由于超高的分子量（Mw 1,000,000）导致其熔体粘度极高，很难用传统的塑料成型设备和工艺加工。 本项目采用近熔点挤出模头设计和挤出工艺优化以及大口径薄壁超高管材冷轧技术，在超高分子量聚乙烯的屈服应力下，不但使之顺利成型，而且凭借超高管材的形状记忆效应，解决了无粘合剂钢/塑管材的复合问题。本项目的技术关键在于不同于通常对材料改性的手段（如：添加低分子量聚乙烯、液晶高分子LCP、或加入层状硅酸盐纳米复合物等），最大限度地保持了UHMWPE优异的物理机械性能。 根据超高分子量聚乙烯的特点，在固/液混合物及固体物质输送方面的卓越性能，是理想的输沙管材，克服了传统钢管和增强橡胶管用于河流、湖泊清淤输沙有磨损大、成本高的缺点。同时，超高分子量聚乙烯（UH