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聚乳酸（PLA）是第一個商業化的生物塑料。構成聚乳酸的碳100%來自可再生生物質資源。生產聚乳酸的現行工藝由兩段組成，首先從碳水化合物發酵制得乳酸，接著將乳酸脫水得到丙交酯（乳酸的二聚體）、丙交酯開環聚合得到聚乳酸（聚丙交酯）。乳酸發酵生產和丙交酯生產已經有成熟可靠的工藝。然而，現行聚合工藝通常包含兩到三段工序，單體丙交酯采用金屬化合物催化間歇聚合得到預聚物（分子量3到5萬），預聚物固化、粉碎進入螺桿機與擴鏈劑反應得到分子量10萬左右的聚乳酸樹脂。第二步的擴鏈反應，也可采取固態聚合工藝首先。整個聚合工藝耗時4-8小時，設備多、工藝復雜、能耗高、生產效率低。本項目開發了包括聚合方法、催化劑、聚合工藝、和反應加工裝置的較完整專利技術，已申請中國發明專利及其PCT國際專利3件，正在進入美國國家階段。形成了完全不同于國外技術的新一代反應加工生產聚乳酸技術。

第五代廢電池回收技術包括廢鉛酸電池、廢鋰離子電池、廢燃料電池等廢電池的污染防治、清潔資源化、先進制造技術。 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、成果簡介 第五代廢電池回收技術包括廢鉛酸電池、廢鋰離子電池、廢燃料電池等廢電池的污染防治、清潔資源化、先進制造技術。各種廢電池含有重要的戰略資源，而目前廢電池回收市場缺口巨大，比如我國每年廢鉛酸電池500萬噸左右，而實際循環220萬噸左右；隨著新能源汽車保有量的快速增長，鋰離子電池理論回收量達到47.8萬噸，但是實際可統計的真實回收量僅為19.6萬噸，占比僅為41%；新興的鈉離子電池和燃料電池等暫時只有華中科技大學具備可產業化的再生技術。雖然電池在使用過程中不會產生有毒有害的物質，但如果不能對廢電池進行正確、有效地處理，將會給環境帶來極大污染風險隱患和資源浪費。對各種廢電池加以回收再生，不僅可以消除廢電池帶來的各種危害，還能通過資源循環和高端制造產生新的經濟增長點。

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項目成果/簡介:目前鋰離子電池的能量密度已經越來越不能滿足其在電動汽車、智能手機和大規模儲能方面的應用。鋰離子電池的能量密度低主要是因為所采用的正負極材料的比容量較低，尤其是負極材料石墨，其理論比容量為 372 mAh/g。目前研究最多的、最具有商業化前景的負極材料為硅基負極材料，其理論比容量為 4200 mAh/g，是石墨的十倍以上。據招商證券預計，硅基負極材料在 2020 年的市場使用量接近于 5 萬噸，銷售額接近于 50 億。 然而硅基材料在充放電過程中較大的體積變化率（>300%）限制了其商業化應用，較大的體積變化導致極片碎裂以及電解液在材料表面持續分解，從而造成其循環性能劇烈下降。另外，硅基材料為半導體，其導電性較差，從而導致硅基負極材料的倍率性能較差。如何解決硅基負極材料這兩大缺點是普及硅基材料在鋰離子電池應用的關鍵。 陳永勝教授課題組結合在納米技術和石墨烯材料領域的專長，經過近 10 幾年的研究，采用低成本的原材料、易工業化的工藝技術制備了石墨烯包覆的硅基負極材料，主要技術創新點包括：1）采用獨特的、具有自主知識產權的納米技術將大粒徑的硅粉進行納米化處理，納米化大大緩解了硅在充放電過程中體積變化的問題，從而從根本上解決了硅基負極材料循環性能差的問題；2）石墨烯包覆則充分發揮了石墨烯導電導熱性能好、機械性能優異、電化學性能穩定等特點，改善了材料的鋰離子擴散性能和電子導電性，大大提高了功率特性； 14隔絕了硅與電解液的直接接觸，抑制副反應造成的電解液分解和材料侵蝕，提高了首次效率，延緩了使用過程中的壽命衰減；進一步減緩了充放電過程中硅的體積變化，維持材料結構的整體穩定性，極大地提升了循環特性。效益分析:陳永勝教授課題組發明的石墨烯包覆硅基負極材料，從制備過程上講，具有工藝簡單、成本低廉、易工業化的特點；從性能上講，具有比容量高、穩定性好、壓實密度大等優點，與高比容量正極組成的鋰離子電池的能量密度是當前商業化鋰離子電池能量密度的數倍以上。

目前鋰離子電池的能量密度已經越來越不能滿足其在電動汽車、智能手機和大規模儲能方面的應用。鋰離子電池的能量密度低主要是因為所采用的正負極材料的比容量較低，尤其是負極材料石墨，其理論比容量為 372 mAh/g。目前研究最多的、最具有商業化前景的負極材料為硅基負極材料，其理論比容量為 4200 mAh/g，是石墨的十倍以上。據招商證券預計，硅基負極材料在 2020 年的市場使用量接近于 5 萬噸，銷售額接近于 50 億。 然而硅基材料在充放電過程中較大的體積變化率（>300%）限制了其商業化應用，較大的體積變化導致極片碎裂以及電解液在材料表面持續分解，從而造成其循環性能劇烈下降。另外，硅基材料為半導體，其導電性較差，從而導致硅基負極材料的倍率性能較差。如何解決硅基負極材料這兩大缺點是普及硅基材料在鋰離子電池應用的關鍵。 陳永勝教授課題組結合在納米技術和石墨烯材料領域的專長，經過近 10 幾年的研究，采用低成本的原材料、易工業化的工藝技術制備了石墨烯包覆的硅基負極材料，主要技術創新點包括：1）采用獨特的、具有自主知識產權的納米技術將大粒徑的硅粉進行納米化處理，納米化大大緩解了硅在充放電過程中體積變化的問題，從而從根本上解決了硅基負極材料循環性能差的問題；2）石墨烯包覆則充分發揮了石墨烯導電導熱性能好、機械性能優異、電化學性能穩定等特點，改善了材料的鋰離子擴散性能和電子導電性，大大提高了功率特性； 14隔絕了硅與電解液的直接接觸，抑制副反應造成的電解液分解和材料侵蝕，提高了首次效率，延緩了使用過程中的壽命衰減；進一步減緩了充放電過程中硅的體積變化，維持材料結構的整體穩定性，極大地提升了循環特性。

本技術屬建筑加固新材料領域。建筑加固工程結構膠對于建筑加固市場的需求越來越大，經多年實踐經驗，長期潛心研究，研制而成新一代系列產品。加固結構膠已用于粘鋼加固、植筋錨固、裂縫封閉、碳纖維粘結和石材干掛等完整體系。

本技術成果是依托北理工空間生命創新團隊，圍繞抗體藥物研發、抗體工程和個體化診療等領域中抗體蛋白測序的迫切需求，將高精度生物質譜儀器與計算生物學算法融合開發了無需細胞系或DNA而直接對抗體蛋白進行測序的技術，是具有全鏈條自主知識產權的新一代抗體測序技術。

化學儲熱利用化學反應儲熱，儲熱密度高，能長時間儲熱無損耗，是新一代儲熱技術。還能夠提高熱能品位，可用于取暖和工業用熱。本技術是授權專利技術，創新性和先進性突出，市場前景廣闊，可為碳中和目標保駕。 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、技術分析 太陽能的不連續性造成無法應用，利用儲熱技術儲存太陽能就可以實現連續供熱，解決這個問題。熔鹽儲熱已經產業化，但是儲熱密度低，熱能損失高，儲熱時間小于10小時。化學儲熱利用化學反應儲熱，儲熱密度高，能長時間儲熱無損耗，是新一代儲熱技術。還能夠提高熱能品位，可用于取暖和工業用熱。本技術是授權專利技術，創新性和先進性突出，市場前景廣闊，可為碳中和目標保駕。 新一代跨季儲熱材料的性能顯著優于同類技術，性能如下： 1）儲熱密度，每噸360 kWh (水的儲熱密度約58 kWh)，是水的5.8倍。 2）簡單密封，長時間保存無熱能損失。 3）儲熱材料成本每噸< 1000元。 4）設備投資 約50元/kWh。

適用于公共機房、實訓室、3D機房、語音教室、多媒體教室、電子閱覽室、教師辦公、各類考試等大規模、復雜混合場景，滿足各專業基礎性實驗、綜合性實驗、研究探索型實驗的應用需求。

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