新能源( NE):又称非常规能源。是传统能源之外的各种能源形式的统称,如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。由于传统能源形式弊端无法避免,环保、资源利用等方面的要求逐渐提高,利用好新能源技术,是当今世界的历史潮流和必然选择。
上海市教育委员会科技发展中心依托上海高校优质科研资源,积极推进上海高校科技成果转化工作,此次将推荐2项关于新能源方向的成果转化项目。
项目具有广泛的应用价值,如想进一步了解项目,与项目组专家交流,还请与本中心联系。
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联系人:陆老师 刘老师
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推介项目1
上海交通大学高功率密度长寿命燃料电池低铂膜电极技术研发及应用
氢能可再生、零排放且功率密度高,其开发和利用已成为新一轮世界能源技术革命的重要方向。燃料电池技术是氢能利用的最佳手段,被列为“12种改变未来的颠覆性技术”之一。氢燃料电池是高效的电能转化系统,不受卡诺循环限制,产物只有水,是未来清洁汽车能源动力的终极选择。氢燃料电池汽车已成为解决环境污染、保障能源安全的重大战略举措。
膜电极是燃料电池中将化学能直接转换为电能的发电部件,直接决定着电池的性能、寿命和成本。膜电极成本占电堆成本的60-70%。受全球铂储量、开采量限制,高铂载量、高成本膜电极成为燃料电池汽车大规模推广的“卡脖子”难题,低铂化(<0.4mgPt/cm2或0.4gPt/kW)是解决上述难题的根本途径。然而,低铂化难以满足车用燃料电池高输出功率、长寿命运行、适应复杂运行工况的应用要求,其根本原因是由于低铂化带来的“大电流密度下局域传质极化加大、高电位铂合金颗粒腐蚀加剧、宽工况氧气和质子传输受限”等严峻技术挑战。项目团队经历近十年研发完成了车用燃料电池低铂合金膜电极微观传质、电荷传递、材料衰减方面的理论突破,形成了高功率密度、长寿命运行、适应复杂工况的低铂合金膜电极批量制备技术,并实现了成果的产业化应用。
项目获得了上海交通大学首届(2021)十大科技进展项目
研究成果以 “Composition-Graded PdxNi1-x Nanospheres with Pt Monolayer Shells as High-Performance Electrocatalysts for Oxygen Reduction Reaction”为题,在线发表于美国化学学会著名期刊《ACS Catalysis》上(影响因子:10.614)。项目共获国家发明专利20余件,发表论文30余篇。
目前该项目已开发并建成了国内用于量产燃料电池汽车电堆的首条低铂合金膜电极生产线。作为唯一的低铂膜电极供应商为上汽、神力、新源等国内主流燃料电池和整车企业提供相应产品,累计制造膜电极20余万片。经中国机械工业联合会鉴定,“研发的新型低铂合金膜电极达到车用燃料电池高输出功率、长寿命运行、适应复杂运行工况的应用要求,整体技术达到国际先进水平,单位燃料电池电堆功率的铂用量技术指标国际领先”。
可通过各种合作方式将项目技术进行推广。
项目负责人章俊良,上海交通大学机动学院燃料电池研究所,教授,所长。主要研究方向为界面电化学,电催化,纳米材料;燃料电池,动力与储能电池,超级电容器;电化学能源系统中的传热传质等。
在研项目:
科技部十三五重点研发计划“新能源汽车”试点专项课题“新型低铂催化剂的研究与开发” ,负责人。国家自然科学基金重点项目“燃料电池超低铂阴极的结构设计及动力学和传质机理研究” ,负责人。国家自然科学基金面上项目“几何效应与电子效应对Pt-M/C催化剂氧还原比表面活性衰减的作用机理”,负责人。某跨国企业“具有高质量活性的Pd合金@Pt催化剂的开发”,负责人。某跨国企业“用于汽车电气化动力系统的创新型锂离子储能材料和电池”,负责人。某企业项目“大功率水冷燃料电池电堆关键技术开发”,负责人。某企业项目“大功率燃料电池电堆—膜电极开发”,负责人。
推介项目2
华东师范大学砷化镓超快激光器与高效率太阳电池
利用太阳能电池发电是满足未来绿色能源需求的一个重要途径,研制高效率太阳能电池是全球热点,最高电池效率几乎每年都在更新,已实用化高效率砷化镓电池,是国务院国家制造强国建设战略咨询委员会列出的核心基础元器件,在航空航天等领域里具有重要应用价值,研制高效率砷化镓电池与晶硅电池具有重要的意义和市场价值。
高效率砷化镓薄膜三结太阳能电池方面创新点:
1.实现了轻质和柔性,大大拓展了高效率砷化镓薄膜三结太阳能电池的应用范围。
2.实现了大于34.5%的高效率,技术国际一流。
3.实现了低成本制造,更加有利于产品的普及化。
超快半导体激光器方面的创新:
1.实现了脉冲宽度皮秒级别的超快半导体激光器,可适用于光纤激光器种子源、生物成像以及激光雷达等传感应用。
2.实现了皮秒级别至微秒级别的超带宽连续可调半导体激光器,可以大大提高激光加工的性能。
此技术曾获得2018年度上海市科技进步二等奖。
本项目拟采用估价入股或者共同开发项目的合作方式推进产业化。
项目负责人陈少强,工学博士,教授,博士生导师。2002和2005年分别获得华东师范大学微电子学专业学士和硕士学位,2009年获得日本筑波大学电子物理工学专业博士学位。博士毕业后一直在日本东京大学物性研究所从事科研工作,任日本学术振兴会特别研究员。2013年被评为上海高校特聘教授(东方学者),同年入选国家人才计划, 2014年被聘为华东师范大学紫江优秀青年研究员。2016年起担任电子工程系主任。主要从事5G通讯超快半导体脉冲激光器芯片、微纳结构激光器、高效率半导体太阳能电池、超快驱动电路芯片与系统等方面的科研工作。至今已发表SCI收录论文75篇,申请中国专利25项、获得授权10项,相关成果进行了科技成果转化。先后荣获上海市优秀毕业生、日本政府奖学金、日本筑波大学优秀博士生、中国国家优秀自费留学生、日本学术振兴会奖学金、日本丸文研究交流助成奖、上海市科技进步二等奖等多项科研奖励。