省部级创新团队

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新能源材料与器件团队


 (负责人:安胜利)

研究领域:

固体氧化物燃料电池

燃料电池被认为是新一代清洁能源技术。本团队主要基于掺杂CeO2电解质材料进行研究,探究掺杂CeO2的固态相变、掺杂元素对氧化铈复合陶瓷相变的影响,分析相变对掺杂氧化铈固体电解质材料性能的影响。此外也对高催化性能的电极材料开发进行系统的研究。近年来也开展的固体氧化物电解池方面的研究,利用新型阴极材料的设计和开发实现H2O/CO2的电解并制备高附加价值的化学成品。

高温热障涂层材料

随着航空、航天及民用技术的发展,热端部件的使用温度要求越来越高,已达到高温合金和单晶材料的极限状况。热障涂层可以明显降低基材温度、硬度高、化学稳定性好,具有防止高温腐蚀、延长热端部件使用寿命、提高发动机功率和减少燃油消耗等优点。团队采用自主研发的高能球磨制备工艺技术、预压加等静压成型靶材素坯技术以及低温烧成技术制备EB-PVD用陶瓷靶材,制备各种优异性能的陶瓷靶材,达到航空发动机热障涂层的设计要求。此外,研发了陶瓷刀、耐磨研磨球珠、义齿陶瓷、高强度彩色氧化锆陶瓷,提升了传统结构陶瓷的应用价值;开发的氧化锆纳米粉体稀土着色技术,无污染、绿色可控,自主研发的十余种彩色氧化锆颜色均匀且连续可调。

光催化

光催化技术以其室温深度反应和直接利用光源来驱动反应等独特的优势,成为一种理想的环境污染治理技术,在能源和环境领域有着重要的应用前景。半导体光催化材料在特定波长光辐射下发生电子跃迁行为,形成光生电子-空穴对,从而进行光催化反应。高可见光响应活性和量子效率是提高材料性能的关键,以窄禁带半导体材料为基础,主要研究了半导体材料禁带宽度调控、晶型和微结构、电子-空穴传输行为等因素对半导体光催化材料光催化行为的影响机制,对开发可见光响应范围宽、催化活性高的光催化材料具有重要的理论和实际意义。

甲醇乙醇燃料电池

主要研究纳米催化剂材料的合成条件、氧化物添加、合金组分、载体掺杂、表面缺陷、晶面取向等因素对直接醇类燃料电池催化剂电催化性能的影响,掌握了催化剂材料制备的关键技术,明确了提高催化剂性能的有效途径,完善催化剂制备理论。此外也开展了石墨烯制备以及纳米稀土氧化物等相关的研究。

锂离子二次电池

基于传统锂离子电池正极材料过度依赖金属钴以及锂在地球上储量低等问题,本团队采用实验和第一性原理计算模拟相结合的手段研究锂/钾/钠离子电池正负极材料的储锂/钾/钠容量及其机理,进而为锂/钾/钠离子电池的应用提供理论基础。目前,主要与清华大学合作完成国家重点研究开发项目、中美电动汽车项目、国家重点基础研究项目。

团队组成:本团队是内蒙古自治区先进陶瓷材料与器件重点实验室,现有固定科研人员20人,其中教授8人,副教授7人,讲师5人,博士研究生6人,硕士研究生30余人。拥有内蒙古自治区“杰出人才”1人、教育部新世纪人才1人、内蒙古草原英才人选2人,宝钢教育奖“优秀教师奖”1人,教育部优秀青年教师奖获得者1人。

科研项目:先后承担了10余项国家自然基金以及国家“863”计划项目和“973”前期预研项目,国家自然科学基金8项,10余项横向课题和40余项自治区课题。

科研成果:

专利:获得国家发明专利25余项。

论文:国内外学术期刊上发表150余篇论文,其中SCI和EI检索论文60余篇。

发明专利:已获国家发明专利30余项。

成果转化:在各项经费的支持下取得了多项科技成果。同时注重与企业合作,在航天发动机热障涂层方面与北京航空材料研究院建立了密切的联系。其中YSZ涂层已经成功在飞机涡轮发动机上投入使用,弥补了我国自主生产高性能热障涂层所需陶瓷靶材的制备技术。此外,研究中心也为国家培养了大批量的博士和硕士。获得自治区自然科学一等奖等奖项。