|
搜索
搜 索
高等教育領域數字化綜合服務平臺
用于燃料電池的復合石墨流場板
成果與項目的背景及主要用途：
流場板（雙極板）是質子交換膜燃料電池中的重要部件。目前，質子交換膜燃料電池廣泛采用的流場板（雙極板）主要有機加工硬質石墨板、機加工金屬板和注塑碳-塑復合材料雙極板三種類型。這三類流場板各有顯著的優點，但是各自的缺點也較突出。為實現燃料電池商品化，需要更低成本和更適應批量化生產的流場板。為此，我們開發了基于天然鱗片石墨材料和模壓成型工藝的復合石墨流場板技術。經過努力研究，現在形成的技術可以大幅度降低流場板的材料成本和加工成本，實現高生產率，同時使導電率（>10S/cm）、氫氣透過系數（<1×10-4 cm3 /s.cm2）、熱傳導系數（>20W/m.K）以及抗壓強度（>10MPa）等指標均滿足雙極板材料性能的要求。復合石墨流場板的主要用途是作為質子交換膜燃料電池的雙極板。
技術原理與工藝流程簡介：
技術原理：
復合石墨流場板主要由天然鱗片石墨和聚合物組成。天然鱗片石墨具有良好的導電和導熱性能，且化學穩定性好，耐腐蝕，從而保證復合流場板具有良好的導電及導熱性能。聚合物的添加可以提高復合流場板的強度，并且使復合板阻氣性能得到改善，以實現雙極板分隔氧化劑和還原劑的功能和滿足燃料電池堆對雙極板機械性能的要求。
工藝流程：配料→裝料→升溫→模壓→降溫→脫模→成品
技術水平及專利與獲獎情況：
目前已開發和制備出工作面積為 100mm×100mm 的流場板。并可根據需要加工具有不同尺寸和流場形式的流場板。
應用前景分析及效益預測：
隨著能源的消耗持續增長，能源短缺問題日益凸現。燃料電池的發展必然受到越來越廣泛的重視。質子交換膜燃料電池是目前應用前景最廣且發展最快的一類燃料電池。隨著質子交換膜燃料電池的發展和普遍應用，復合石墨流場板因價格低和適應批量生產的優勢顯示出巨大的市場潛力和經濟競爭力。
應用領域：質子交換膜燃料電池、直接甲醇燃料電池及其它電化學反應器。
合作方式及條件：面議
天津大學
2021-04-11
高效換熱裝備及其耐腐蝕石墨烯復合涂層
市場背景1：根據中國機械工業聯合會統計，基于石油、化工、電力、冶金、船舶、機械、食品、制藥等行業對換熱器穩定的需求增長，我國換熱器產業在未來一段時期內將保持穩定增長。預計 2010 年至 2020 年期間，我國換熱器產業將保持年均 10-15%左右的增長速度，2015 年，我國換熱器產業規模已突破 880 億元，到 2020 年我國換熱器產業規模有望達到1500億元。 市場背景2：2016年國務院印發《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》，“突破石墨烯產業化應用技術”被寫入規劃。2017年1月《新材料產業發展指南》正式公布，石墨烯成為新材料產業發展的先導性產業。據前瞻研究院數據顯示，2017年我國防腐涂料（常規防腐涂料和重防腐涂料）全年產量達到561萬噸，占涂料總產量的27%左右。2013年以來，涂料產量年均增長率在5.5%左右，而我國防腐涂料達到12%左右，是增長最快的涂料品種之一；2018年防腐涂料總產量或達到600萬噸以上，2020年總產量可突破700萬噸。
同濟大學
2021-02-01
高效換熱裝備及其耐腐蝕石墨烯復合涂層
項目成果/簡介:市場背景1：根據中國機械工業聯合會統計，基于石油、化工、電力、冶金、船舶、機械、食品、制藥等行業對換熱器穩定的需求增長，我國換熱器產業在未來一段時期內將保持穩定增長。預計 2010 年至 2020 年期間，我國換熱器產業將保持年均 10-15%左右的增長速度，2015 年，我國換熱器產業規模已突破 880 億元，到 2020 年我國換熱器產業規模有望達到1500億元。 市場背景2：2016年國務院印發《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》，“突破石墨烯產業化應用技術”被寫入規劃。2017年1月《新材料產業發展指南》正式公布，石墨烯成為新材料產業發展的先導性產業。據前瞻研究院數據顯示，2017年我國防腐涂料（常規防腐涂料和重防腐涂料）全年產量達到561萬噸，占涂料總產量的27%左右。2013年以來，涂料產量年均增長率在5.5%左右，而我國防腐涂料達到12%左右，是增長最快的涂料品種之一；2018年防腐涂料總產量或達到600萬噸以上，2020年總產量可突破700萬噸。應用范圍:目前國內外水蒸氣空氣預熱器基本都是翅片管式，節能效果有待提高； 目前國內外成熟的蒸發式冷凝器基本都是管狀或橢圓狀，緊湊度不高，單位面積熱負荷有待提高，特別針對化工產品如甲醇汽冷凝，要求系統壓降低和尾氣回收等指標，難以達到； 目前國內外煙氣空氣預熱器基本采用管式，或回轉式，管式占地面積達，換熱系數不高，回轉式漏風嚴重并且維修成本較高； 目前國內外解決金屬表面腐蝕問題，基本采用搪瓷涂層，但搪瓷涂層導熱系數低，不到1 W/（m·k）左右，而且搪瓷由于應力及金屬與搪瓷線膨脹系數不一致，易導致崩瓷現象。項目階段:批量生產效益分析:1）新型板式水蒸氣空氣預熱器。與翅片管相比，節約水蒸汽15-30%，該項目目前屬產業化階段； 2）新型中間排液板式蒸發式冷凝器。與普通蒸發式冷凝器相比，節電節水30%，系統壓降降低約0.1MPa，該項目目前屬產業化階段； 3）新型板式空氣預熱器。燃煤、燃氣及燃油鍋爐空預器，節能減排效果明顯，該項目目前屬產業化階段； 4）耐腐蝕耐磨超導熱疏水性石墨烯復合涂層。解決各領域換熱設備表面的腐蝕問題，導熱問題及結垢問題，節能減排效果明顯。該項目目前屬產業化階段。
同濟大學
2021-04-10
一種離子增強石墨烯纖維及其制備方法
本發明公開了一種離子增強石墨烯纖維及其制備方法，石墨經過氧化得到氧化石墨烯，將氧化石墨烯分散于水或極性有機溶劑中，制成質量濃度為1-20%的紡絲液溶膠，將紡絲液從紡絲頭毛細管中連續勻速擠出，進入含有配位離子的凝固液，凝固后的初級纖維用聚四氟乙烯滾軸收集，干燥后得到離子增強的氧化石墨烯纖維，經化學還原，得到離子增強的石墨烯纖維。紡絲工藝簡單，室溫操作，不用強腐蝕性試劑，過程綠色環保，所得離子增強石墨烯纖維力學性能優異，有較好的韌性，可編織成石墨烯纖維布，也可與其它纖維混編成各種具有廣泛用途的織物。
浙江大學
2021-04-11
高質量石墨烯散熱膜的制備及應用
信息技術快速發展使得芯片功耗顯著增大，熱量管理因而成為其中至關重要的核心環節。熱量的快速導出對于芯片正常運行是決定性的。具有高導熱能力的散熱薄膜是這方面的關鍵材料，發展高性能、低成本散熱薄膜材料已經成為關系未來消費電子、信息技術乃至人工智能等許多領域的關鍵。現有的散熱薄膜主要采用的是聚酰亞胺薄膜經過高溫碳化、石墨化后形成的人造石墨膜，其原材料聚酰亞胺的制備技術掌握在杜邦公司手中，成本昂貴，國內散熱膜加工企業的利潤率不斷受到擠壓。
復旦大學
2021-04-10
MC尼龍/石墨烯復合材料的制備及應用
一.項目簡介本項目生產的鑄型尼龍(MC尼龍）/石墨烯復合材料克服了普通MC尼龍低溫韌性較差, 沖擊強度偏低, 尺寸穩定性不好, 高負荷下耐磨性、自潤滑性欠佳，磨損率較大等缺點。表現出優異的綜合性能，可廣泛應用于制備軸承、齒輪、滑輪等，尤其是制備一些不能由壓塑或者擠塑法制備的大型器件。該產品制備過程極其簡單。二.市場前景鑄型尼龍(MC尼龍）是目前應用最廣泛的工程塑料之一，高性能鑄型尼龍(MC尼龍）取代銅、鋁、鋼和鐵等金屬材料是今后工程塑料的主要發展方向。三.規模與投資本項目特別適合現有MC尼龍的企業，基本不需要額外投資。對于新建企業，進口設備和國產設備差異較大，如果選用國產人工澆鑄，投資很少。四.生產設備主要設備：反應釜，澆鑄設備五.效益分析每噸產品利潤約2000-3000元。六.合作方式技術轉讓
河北工業大學
2021-04-13
石墨烯和金屬網孔復合膜柔性透明電極
1、主要功能及應用領域 透明電極在太陽能電池、有機發光二極管、觸摸屏等光電器件中具有重要的應用價值，目前應用最多的用氧化銦錫（ITO）為制造的透明電極，但ITO存在脆性大，無法彎曲，近年來隨著光電器件對透明電極需求的增加，銦的價格也大幅提高。由于石墨烯產業化后的預期成本低，成為柔性透明電極的主要材料之一，但在實際中由于大面積石墨烯總會存在一定的缺陷，影響了其導電率，本項目結合石墨烯和納米金屬網孔的優勢制備出石墨烯和金屬網孔復合膜柔性透明電極。 2、特色與先進性技術指標 特色：利用低成本、無污染的溶膠在透明基底形成網狀模板，利用模板制作金屬網格；通過轉移石墨烯在金屬網格上制作一種石墨烯/金屬網格復合電極。其復合電極表現出優異的光電特性。通過結合單層石墨烯的高透光性和金屬網格的導電性，有效地彌補了化學氣相沉積法（CVD）-石墨烯多晶結構的缺陷和金屬網格不利于制作依賴垂直電流傳輸器件的的缺點，從而提高透明復合電極的光電特性。 圖1 制備的石墨烯及拉曼圖，可以看到非常清楚的2D峰，右圖為金屬網孔的顯微圖。 3.技術指標 復合電極：面電阻為 21.2 、透光率為92%（在550nm波長測得），下圖表明其寬帶的透射光譜特性。 圖2 復合電極的透過率 將復合電極制作在PET基底上，使其可以表現出優異的機械柔軟性。在將透明電極從正向到反向彎曲，其彎曲角度從-150o達到150o時，其電導率也只下降3.4%，反復彎折100次，電導率幾乎沒有什么變化。 4、產業化的關鍵性問題 高性能的透明電極在許多光電器件是必不可少的，例如觸摸屏、光伏電池、有機發光二極管等。目前商業上，由于氧化銦錫（ITO）薄膜的高光學透過率、低面電阻和成熟的制造工藝，在作為透明電極方面已廣泛地應用在各種光電器件中。但銦是稀有金屬，在地殼中的分布量比較小且分散，主要以微量存在于錫石和閃鋅礦中，且隨著液晶顯示器和觸摸屏等產品的普及，因此銦的價格在急劇上漲。此外，氧化銦錫透明電極缺乏柔韌性，不易彎曲，化學穩定性差，不適合應用于柔性透明電極。 傳統上制備金屬網采用光刻法及蝕刻工藝。但是，通過采用光刻法制備的金屬網格不僅成本較大、工藝復雜、效率低，而且在制備的工藝條件、設備要求也較高。 本實驗采用了低成本高效率的方法制備金屬網格，再通過CVD法生長大面積石墨烯并轉移在金屬網格上。實驗過程中工藝簡單、成本低、效率高，并可制備大面積-高質量的透明電極。
電子科技大學
2021-04-10
石墨烯和金屬網孔復合膜柔性透明電極
透明電極在太陽能電池、有機發光二極管、觸摸屏等光電器件中具有重要的應用價值，目前應用最多的用氧化銦錫（ITO）為制造的透明電極，但ITO存在脆性大，無法彎曲，近年來隨著光電器件對透明電極需求的增加，銦的價格也大幅提高。由于石墨烯產業化后的預期成本低，成為柔性透明電極的主要材料之一，但在實際中由于大面積石墨烯總會存在一定的缺陷，影響了其導電率，本項目結合石墨烯和納米金屬網孔的優勢制備出石墨烯和金屬網孔復合膜柔性透明電極。
電子科技大學
2021-04-10
特種石墨烯粉末涂料的研發與產業化
粉末涂料是一種新型的100%固體粉末狀涂料，無溶劑、可回收、環保無毒、性能優異；石墨烯超薄超輕、比表面積超大，力學、熱學和電學性能優異，是制備特種功能涂料的理想材料，我司依托廈門大學石墨烯工程與產業研究院雄厚的技術實力進行石墨烯粉末涂料的研發與產業化，相關技術難題已取得長足突破，產業化前景明朗。石墨烯不僅可以改善涂層的物理機械性能，也可用于制備防腐、導電、散熱、電磁屏蔽等特種功能涂料，目前公司已規劃多條石墨烯粉末涂料生產線，預計投產后可實現5000噸的年產能，相關產品已通過國家權威機構的檢測認證，在五金、建筑、管道、3C、電器、能源、汽車及其零部件等領域均有廣闊的應用前景，市場反饋良好。
廈門大學
2021-04-10
一種石墨烯/殼聚糖吸附樹脂的制備方法
青島大學
2021-04-10