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中國科學(xué)院院士、南開大學(xué)教授陳軍團(tuán)隊(duì)受Nature子刊《自然評(píng)論·化學(xué)》編委會(huì)邀請(qǐng)，發(fā)表題為“有機(jī)電極材料在鋰電池中的實(shí)際應(yīng)用前景分析”的綜述論文。該文章深入闡述了有機(jī)電極材料的結(jié)構(gòu)特征、作用機(jī)理、構(gòu)效關(guān)系等，著重分析了有機(jī)電極材料的實(shí)際現(xiàn)狀和應(yīng)用前景，有助于學(xué)術(shù)界和工業(yè)界充分了解有機(jī)電極材料的實(shí)際應(yīng)用潛力和待解決的問題，有望激發(fā)更多應(yīng)用導(dǎo)向的研究工作，進(jìn)而促進(jìn)未來有機(jī)電池的商品化應(yīng)用。文章第一作者為盧勇博士，通訊作者為陳軍院士。 鋰離子電池目前廣泛應(yīng)用于各類便攜式電子設(shè)備，在人類社會(huì)的信息化、移動(dòng)化、智能化、社會(huì)化等方面凸顯作用，并有望在電動(dòng)汽車和智能電網(wǎng)等領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用。商品化鋰離子電池的正極材料主要是無機(jī)過渡金屬氧化物和磷酸鹽，其中過渡金屬資源大都不可再生，電池回收利用技術(shù)復(fù)雜、成本高，從長遠(yuǎn)的角度來看可能會(huì)面臨資源短缺等難點(diǎn)問題。因此，可循環(huán)再生的電極材料開發(fā)已成為電池領(lǐng)域的學(xué)術(shù)前沿和重大需求。 有機(jī)電極材料由于含有豐富的碳、氫、氧等元素而顯現(xiàn)出可再生、綠色環(huán)保、低成本和高容量等優(yōu)點(diǎn)，近年來受到了廣泛的關(guān)注。有機(jī)電極材料的制備具有合成創(chuàng)造的特點(diǎn)。有機(jī)電極材料一般可以從植物中（比如玉米等作物和蘋果等果蔬）直接提取或者以生物質(zhì)材料為原料通過簡單的方法制備得到；在有機(jī)材料提取制備、電池裝配和回收過程中產(chǎn)生的二氧化碳又可以被植物吸收利用，因而體現(xiàn)了很好的循環(huán)和可再生性。然而，有機(jī)電極材料還面臨著在電解液中溶解度大、導(dǎo)電性差、密度低等難點(diǎn)問題，其材料特征、作用機(jī)理、構(gòu)效關(guān)系等亟待深入理解。 陳軍院士團(tuán)隊(duì)的綜述論文圍繞有機(jī)電極材料的未來發(fā)展提出見解。文章指出，有機(jī)電極材料具有結(jié)構(gòu)可調(diào)控特點(diǎn)。根據(jù)不同的分子結(jié)構(gòu)和反應(yīng)電位，有機(jī)材料在實(shí)際應(yīng)用中可作為正極或者負(fù)極活性材料。文章首先討論了有機(jī)電極材料本身的各種關(guān)鍵性質(zhì)，包括材料的能量密度、功率密度、循環(huán)壽命、密度、電導(dǎo)率、能量效率、價(jià)格、資源可用性和熱/化學(xué)穩(wěn)定性。其中能量密度、功率密度和循環(huán)壽命是材料的基本電化學(xué)性質(zhì)，這些性質(zhì)會(huì)受到材料密度和電導(dǎo)率的影響，其他因素如穩(wěn)定性和價(jià)格等也是必須要考慮的問題。接著從實(shí)際電池應(yīng)用角度分析了電極中活性物質(zhì)的單位面載量和電解液用量等因素對(duì)全電池性能的影響。最后利用軟件對(duì)以有機(jī)材料為正極或者負(fù)極的實(shí)際鋰電池體系進(jìn)行了模擬，得出了相關(guān)電池體系的性能（如整體能量密度、功率密度）和價(jià)格等參數(shù)。結(jié)果表明，n型有機(jī)正極材料特別是羰基化合物具有較好的實(shí)際應(yīng)用前景。

本發(fā)明提供了一種固定化磷脂酶A1在制備磷脂DHA中的應(yīng)用，具體過程為，六水硝酸鈷和2?甲基咪唑分別溶于無水甲醇得到六水硝酸鈷溶液和2?甲基咪唑溶液，將2?甲基咪唑溶液滴加至六水硝酸鈷溶液中，攪拌反應(yīng)、靜置、干燥，得到ZIF?67納米材料，將ZIF?67納米材料于磷酸鈉緩沖液中混懸，加入磷脂酶A1溶液，調(diào)節(jié)pH，置于搖床孵育，離心、干燥，獲得ZIF?67納米材料固定化磷脂酶A1；將游離脂肪酸和大豆卵磷脂組成的底物和固定化磷脂酶A1在有機(jī)反應(yīng)體系中進(jìn)行催化反應(yīng)，分離純化獲得磷脂DHA。固定化磷脂酶A1，穩(wěn)定性好，催化制備磷脂DHA，DHA摻入率高達(dá)51.04%。

本項(xiàng)目針對(duì)傳統(tǒng)礦用蓄電池機(jī)車在運(yùn)輸?shù)倪^程存在直流電機(jī)維護(hù)困難、蓄電池的使用壽命、蓄電池機(jī)車的制動(dòng)和電能損耗等問題，研制了適用于煤礦防爆特殊型蓄電池電機(jī)車用的永磁同步電動(dòng)機(jī)及其調(diào)速器，形成礦用隔爆蓄電池永磁同步牽引電機(jī)車及其控制系統(tǒng)。PMSM 及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在蓄電池機(jī)車中的應(yīng)用為解決傳統(tǒng)礦用蓄電池機(jī)車運(yùn)輸過程中的問題提供了新的方法。 （1）輸入電壓：根據(jù)電機(jī)車的實(shí)際電池電壓。 （2）輸出功率：根據(jù)電機(jī)車的力矩和功率要求。 （3）控制要求：平滑調(diào)速，性能穩(wěn)定。 （4）電池管理：要求有電量指示系統(tǒng)，電池電量不足是自動(dòng)停機(jī)并配有應(yīng) 急啟動(dòng)系統(tǒng)。

本發(fā)明公開了一種在SOI硅片上制備微機(jī)械懸空結(jié)構(gòu)的方法。對(duì)懸空結(jié)構(gòu)及其固定結(jié)構(gòu)采用不同的槽寬設(shè)計(jì)，其中，固定結(jié)構(gòu)的槽寬明顯大于懸空結(jié)構(gòu)，寬槽底部經(jīng)刻蝕首先到達(dá)或更加接近SiO2層，再通過各向同性干法刻蝕使窄槽底部相互連通并與窄槽下方的Si層分離，將窄槽間的梁釋放，形成具有平整底面的懸空結(jié)構(gòu)，同時(shí)去除固定結(jié)構(gòu)與懸空結(jié)構(gòu)連接區(qū)底部的Si以及固定結(jié)構(gòu)與其它結(jié)構(gòu)之間的區(qū)域底部的Si，使得固定結(jié)構(gòu)與窄槽下方的Si層及其它結(jié)構(gòu)隔離，從而使不同的固定結(jié)構(gòu)間相互絕緣。本發(fā)明的方法簡單有效，能廣泛應(yīng)用于MEMS懸空結(jié)構(gòu)的加工。

該項(xiàng)目采用稀土離子示蹤的時(shí)間分辨熒光免疫分析技術(shù)（TRFIA）進(jìn)行食品中痕量污染物的高靈敏免疫分析試劑的應(yīng)用研究。建立了黃曲霉毒素 B1（AFB1）、赭曲霉毒素 A（OTA）、藍(lán)藻毒素（MC）、瘦肉精（CBL）、氯霉素（CAP）、玉米赤霉烯酮（ZEN）、河豚毒素（TTX）、伏馬毒素（FB1）、T-2 毒素、氯丙嗪(CPZ)、地西泮（DIA）等食品安全系列的高靈敏 TRFIA 檢測(cè)方法。組建檢測(cè)食品中獸藥、生物毒素等痕量有害物的高靈敏系列 TRFIA 試劑盒，項(xiàng)目產(chǎn)品申請(qǐng)專利 14 項(xiàng)，該項(xiàng)目的研究相當(dāng)于國內(nèi)外同類研究工作的先進(jìn)水平，應(yīng)用成本可降低至進(jìn)口試劑的一半以下。 

該成果面向青藏鐵路、西電東送和特高壓等重大工程的迫切需求，解決 惡劣環(huán)境國內(nèi)外至今沒有攻克的電氣外絕緣特性與設(shè)計(jì)的難題。 該成果在國內(nèi)外率先研究提出覆冰、高海拔、污穢“惡劣環(huán)境”電氣外絕緣 特性的試驗(yàn)方法；揭示絕緣子覆冰形成及其導(dǎo)致閃絡(luò)的規(guī)律和高海拔污穢絕 緣子與空氣間隙的放電機(jī)理及其濕度等大氣參數(shù)對(duì)其放電的影響規(guī)律，建立 “惡劣環(huán)境"絕緣子和空氣間隙放電的物理數(shù)學(xué)模型，提出其電氣外絕緣修 正方法；首次提出采用V型與間插布置方式、優(yōu)化傘形結(jié)構(gòu)防止冰閃的方法, 發(fā)明高海拔地區(qū)用復(fù)合絕緣子和覆冰參數(shù)測(cè)量用圓柱體陣列積冰器，提出基 于積冰器冰重的覆冰參數(shù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法。 市場(chǎng)及經(jīng)濟(jì)效益分析： 成果應(yīng)用于：世界海拔最高的青藏鐵路隧道凈空間隙確定，青藏鐵路供 電工程、“高海拔+覆冰"貴廣±500kV直流工程、國際上首條土800kV特高 壓直流工程和西藏3500m以上海拔輸電工程外絕緣設(shè)計(jì)，以及“高海拔+覆 冰"地區(qū)交、直流超、特高壓復(fù)合絕緣子研制，成果應(yīng)用于我國電網(wǎng)大面積 冰閃事故防治，產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益18億元，推動(dòng)電氣工程學(xué)科發(fā)展，適應(yīng)西 部大開發(fā)、西電東送、特高壓工程和能源安全的重大需求，顯著提高我國電 力能源裝備抵御極端條件的科學(xué)技術(shù)水平，取得巨大社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

近日，東南大學(xué)物理學(xué)院倪振華教授和呂俊鵬教授課題組與新加坡科技局材料工程研究院吳靖研究員合作，發(fā)現(xiàn)在基于二維Bi2O2Se的場(chǎng)效應(yīng)晶體管中施加門電壓可以調(diào)控極化光學(xué)聲子散射到壓電散射的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)了塞貝克系數(shù)與電導(dǎo)率的去耦合，達(dá)到了寬溫度范圍的高熱電功率因子。 基于塞貝克效應(yīng)的熱電材料可以實(shí)現(xiàn)熱能和電能的直接轉(zhuǎn)換，在綠色清潔能源和低溫制冷等領(lǐng)域有著十分重要的應(yīng)用，如何提高熱電材料轉(zhuǎn)化效率一直是該領(lǐng)域研究的核心問題。熱電參數(shù)之間的強(qiáng)耦合使得提高材料的熱電性能具有挑戰(zhàn)性。長期以來，由于載流子散射機(jī)制的復(fù)雜性，在調(diào)控載流子散射機(jī)制方面十分困難，因此常常忽略了載流子遷移率在獨(dú)立增強(qiáng)熱電性能（不犧牲塞貝克系數(shù)的情況下提高電導(dǎo)率）方面的作用。 不同于目前廣泛研究的石墨烯、過渡金屬硫化物、黑磷等二維材料，二維Bi2O2Se的低聲子群速度和強(qiáng)聲子非諧散射使其具有極低的熱導(dǎo)率(~0.92 W/mK APL 115, 193103 (2019))，同時(shí)兼具的高電子遷移率和良好的環(huán)境穩(wěn)定性使得其在熱電以及能源轉(zhuǎn)化領(lǐng)域有著巨大的潛力。基于二維Bi2O2Se場(chǎng)效應(yīng)晶體管的熱電輸運(yùn)，二維Bi2O2Se載流子遷移率在高溫下由極化光學(xué)聲子散射主導(dǎo)，在低溫下由壓電散射主導(dǎo)。當(dāng)壓電散射主導(dǎo)時(shí)，其遷移率顯著提高。同時(shí)電導(dǎo)率的急劇上升并沒有導(dǎo)致塞貝克系數(shù)的明顯下降，表明散射機(jī)制的調(diào)控可以實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)率和塞貝克系數(shù)的去耦合。這與之前通過調(diào)控載流子濃度來平衡電導(dǎo)率和塞貝克系數(shù)的策略完全不同。同時(shí)，這種散射機(jī)制的轉(zhuǎn)變溫度具有高度的門電壓可調(diào)性，通過施加一定大小的門電壓，可以顯著提高極化光學(xué)聲子散射到壓電散射的轉(zhuǎn)變溫度。熱電功率因子與遷移率在兩個(gè)數(shù)量級(jí)的調(diào)制上展現(xiàn)出近似線性的相關(guān)性，最終實(shí)現(xiàn)寬溫度范圍(80-200K)的高熱電功率因子(>400mW-1m-1K-2)。 該工作發(fā)現(xiàn)了通過門電壓調(diào)控二維Bi2O2Se的散射機(jī)制可以有效的調(diào)節(jié)其熱電性能，證明了散射機(jī)制的調(diào)控可以很好的實(shí)現(xiàn)熱電參數(shù)之間的去耦合。高柵極可調(diào)性允許對(duì)散射機(jī)制進(jìn)行精細(xì)的控制，從而揭示更深入的物理機(jī)制。對(duì)于探索低維材料應(yīng)用于低溫制冷和物聯(lián)網(wǎng)自供電領(lǐng)域具有深遠(yuǎn)意義。