省部級創新團隊

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新能源材料與器件團隊


 (負責人:安勝利)

研究領域:

固體氧化物燃料電池

燃料電池被認為是新一代清潔能源技術。本團隊主要基于摻雜CeO2電解質材料進行研究,探究摻雜CeO2的固态相變、摻雜元素對氧化铈複合陶瓷相變的影響,分析相變對摻雜氧化铈固體電解質材料性能的影響。此外也對高催化性能的電極材料開發進行系統的研究。近年來也開展的固體氧化物電解池方面的研究,利用新型陰極材料的設計和開發實現H2O/CO2的電解并制備高附加價值的化學成品。

高溫熱障塗層材料

随着航空、航天及民用技術的發展,熱端部件的使用溫度要求越來越高,已達到高溫合金和單晶材料的極限狀況。熱障塗層可以明顯降低基材溫度、硬度高、化學穩定性好,具有防止高溫腐蝕、延長熱端部件使用壽命、提高發動機功率和減少燃油消耗等優點。團隊采用自主研發的高能球磨制備工藝技術、預壓加等靜壓成型靶材素坯技術以及低溫燒成技術制備EB-PVD用陶瓷靶材,制備各種優異性能的陶瓷靶材,達到航空發動機熱障塗層的設計要求。此外,研發了陶瓷刀、耐磨研磨球珠、義齒陶瓷、高強度彩色氧化锆陶瓷,提升了傳統結構陶瓷的應用價值;開發的氧化锆納米粉體稀土着色技術,無污染、綠色可控,自主研發的十餘種彩色氧化锆顔色均勻且連續可調。

光催化

光催化技術以其室溫深度反應和直接利用光源來驅動反應等獨特的優勢,成為一種理想的環境污染治理技術,在能源和環境領域有着重要的應用前景。半導體光催化材料在特定波長光輻射下發生電子躍遷行為,形成光生電子-空穴對,從而進行光催化反應。高可見光響應活性和量子效率是提高材料性能的關鍵,以窄禁帶半導體材料為基礎,主要研究了半導體材料禁帶寬度調控、晶型和微結構、電子-空穴傳輸行為等因素對半導體光催化材料光催化行為的影響機制,對開發可見光響應範圍寬、催化活性高的光催化材料具有重要的理論和實際意義。

甲醇乙醇燃料電池

主要研究納米催化劑材料的合成條件、氧化物添加、合金組分、載體摻雜、表面缺陷、晶面取向等因素對直接醇類燃料電池催化劑電催化性能的影響,掌握了催化劑材料制備的關鍵技術,明确了提高催化劑性能的有效途徑,完善催化劑制備理論。此外也開展了石墨烯制備以及納米稀土氧化物等相關的研究。

锂離子二次電池

基于傳統锂離子電池正極材料過度依賴金屬钴以及锂在地球上儲量低等問題,本團隊采用實驗和第一性原理計算模拟相結合的手段研究锂/鉀/鈉離子電池正負極材料的儲锂/鉀/鈉容量及其機理,進而為锂/鉀/鈉離子電池的應用提供理論基礎。目前,主要與清華大學合作完成國家重點研究開發項目、中美電動汽車項目、國家重點基礎研究項目。

團隊組成:本團隊是内蒙古自治區先進陶瓷材料與器件重點實驗室,現有固定科研人員20人,其中教授8人,副教授7人,講師5人,博士研究生6人,碩士研究生30餘人。擁有内蒙古自治區“傑出人才”1人、教育部新世紀人才1人、内蒙古草原英才人選2人,寶鋼教育獎“優秀教師獎”1人,教育部優秀青年教師獎獲得者1人。

科研項目:先後承擔了10餘項國家自然基金以及國家“863”計劃項目和“973”前期預研項目,國家自然科學基金8項,10餘項橫向課題和40餘項自治區課題。

科研成果:

專利:獲得國家發明專利25餘項。

論文:國内外學術期刊上發表150餘篇論文,其中SCI和EI檢索論文60餘篇。

發明專利:已獲國家發明專利30餘項。

成果轉化:在各項經費的支持下取得了多項科技成果。同時注重與企業合作,在航天發動機熱障塗層方面與北京航空材料研究院建立了密切的聯系。其中YSZ塗層已經成功在飛機渦輪發動機上投入使用,彌補了我國自主生産高性能熱障塗層所需陶瓷靶材的制備技術。此外,研究中心也為國家培養了大批量的博士和碩士。獲得自治區自然科學一等獎等獎項。

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