科研进展

首页科研进展

2024 12.18

中科院苏州纳米所蔺洪振团队合作封底与邀请论文：碱金属电池中原子催化调控无枝晶沉积动力学

碱金属电池（AMBs）因其高能量密度，被视为能源存储领域中一个充满希望且可持续发展的解决方案。尽管如此，这些电池的研究与发展进程却因枝晶生长和难以控制的镀层行为而受阻，这些问题通常源于界面离子或原子的无序分布和相关的高能势垒。不同于传统的界面工程和结构设计，新兴的催化调制技术被提出以克服这些挑战，旨在实现碱金属的均匀成核和原子级扩散。在众多催化剂中，单原子催化剂（SACs）以其接近100%的原子利用率脱颖而出，展现出卓越的原子级催化能力和效率。尽管仍处于早期阶段，SACs在调节碱金属离子/原子脱溶或扩散方面的应用在基础研究和实际应用中显示出巨大潜力。近日，哈尔滨理工大学李会华副教授与张皝教授联合德国亥姆霍兹乌尔姆研究所王健博士和中国科学院苏州纳米所蔺洪振研究员结合近年来在碱金属电池领域的系列进展，从单原子催化调控碱金属电极工作机制的角度出发，对单原子催化剂在碱金属电池领域的研究进展进行了综述和展望，并强调了基于SACs的未来关键电池化学和材料选择的可持续路径，以及实现高性能碱金属阳极的机遇和挑战。该成果以 Prospects of single atom catalysts for d
2024 12.18

中科院苏州纳米所吴晓东研究员等：一种调节室温钠硫电池界面相的不可燃双功能电解液

新能源电力资源错配和消纳等问题的存在迫切需要低成本高稳定储能技术的发展，新型电力系统的长周期储能方式仍在持续探索中。以低成本硫和钠为电极的高温钠硫电池在大规模储能中已有数十年的商业化应用，然而硫的利用率不足以及使用熔融态电极带来的高维护成本和安全性隐患，限制了其进一步的推广应用。室温钠硫（RT Na-S）电池可在常温下运行，提供了更安全、低成本的解决方案，但电极与电解液相间的复杂问题带来了诸多挑战，如穿梭效应、钠枝晶的生长、SEI/CEI的不稳定形成等，阻碍了开发长期稳定安全的储能室温钠硫电池的进程。当前的相关研究主要集中在硫正极纳米结构的优化以及负极表面保护等策略，并取得了许多积极进展。在常规的低成本硫碳正极体系中的问题解决，对于室温钠硫电池的规模化应用有着重要意义，需要在深入理解室温钠硫电池问题的基础上，通过电解液工程协同解决以上问题。近日，中国科学院苏州纳米所吴晓东研究员、河海大学许晶晶教授与中国科学院物理研究所李泓研究员等人在 Advanced Energy Materials 期刊上以 Interphase-Regulated Room-Temperature Sodium-
2024 12.18

中科院广州能源研究所在CO2和生物基呋喃共转化研究方面取得进展

近日，中国科学院广州能源研究所新兴固废高值循环研究中心在生物质转化领域取得了新进展，夏声鹏博士、赵坤研究员和郑安庆研究员等开发了一种双金属单源法合成的Zn-Mo-O/ZSM-5新型双功能催化剂，有效地将CO2与2-甲基呋喃共转化生成芳香烃，同时显著减少积碳，开辟了可持续化学品生产的新路径。相关研究成果以Co-feeding CO2for Methylfuran Aromatization over Bifunctional Zeolite-supported ZnMoO4为题发表于《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）。该研究表明，Zn-Mo-O/ZSM-5双功能催化剂不仅有效提高2-甲基呋喃和CO2转化率（超过97%），同时也使得目标产物芳烃和一氧化碳的碳收率超过85%，副产物烯烃含量几乎可以忽略不计（0.05%），催化剂上的积碳生成量从22.3%降至8.6%。此外，CO2的加入有效提高了反应的稳定性，稳定运行时间从 40 分钟延长到 110 分钟。同步辐射真空紫外光电离反射飞行时间质谱（SVUV-PI-ReTOF-MS）
2024 12.18

中科院苏州纳米所沈炎宾团队：阴离子调制--设计适用于高电压固态锂金属电池的聚合物电解质

聚合物电解质具有良好的柔性，可与电极材料形成低阻抗界面，在固态电池中具有良好的应用前景。然而，聚合物电解质通常室温电导率较低，且电化学窗口较窄，不适用于高比能固态锂金属电池。因此，开发具有高离子电导率和良好界面相容性的聚合物电解质是固态电池领域的重要研究方向之一。基于此，团队结合前期在单离子聚合物电解质的开发（Acta Phys. -Chim. Sin. 2023,39 (8),2205012）、界面传输机制的研究（J. Am. Chem. Soc. 142,18035,2020）、固态电极传输网络的构建（Batteries Supercaps,e202400132,CCS Chem. 2024,Nat. Commun. 2022,13:2031）等研究基础，提出用以匹配高电压固态锂电池的聚合物电解质的设计方法。近日，中国科学院苏州纳米所沈炎宾研究员团队提出一种阴离子调制聚合物电解质（后称为AMPE）设计概念，研制了同时兼顾高电压正极和锂负极界面稳定性，且室温电导率高的聚合物电解质，在高电压固态锂金属电池中获得了良好的循环稳定性。具体来讲，该工作采用耐高电压且具有高电荷密度的离子液体
2024 11.12

科学岛团队实现先进封装用金微球阵列异方导电胶的高效构筑

近期，中国科学院合肥物质院固体所纳米材料与器件技术研究部，与高分子与复合材料研究部、粤港澳量子科学中心等合作，在异方导电金微球阵列的快速制备及性能研究方面取得新进展，实现先进封装用金微球阵列异方导电胶的高效构筑。相关研究结果发表在Nature Communications上。阵列式异方导电胶（ACF）是将导电微球粒子以阵列形式配置于交联聚合物层，可有效解决传统ACF存在的粒子随机分布导致横向短路等问题，确保更可靠的电导封装连接，是一种超高密度封装新范式。2014年，日本迪睿合公司以金属镀层的聚合物微球作为导电粒子，并将其精准阵列化排布，首次实现阵列式ACF的商业化。然而，这种导电粒子由于金属壳与聚合物的弱结合作用，使得其在实际深度压合下的键合中面临挑战，会导致金属外壳的破裂与脱离，影响整体的导电性能。相比之下，纯金属微球有序阵列因其固有的延展性，理论上可以保证在深度压合下仍然具有优异的导电性能，是理想的下一代封装材料。但是，受金属各向异性生长规律所限，大规模实现微米级纯金属球的制备及其阵列化排布，一直是业界的挑战性难题。针对上述问题，研究人员在团队前期提出的定位瞬态乳液自组装方法的基础
2024 11.12

SHMFF用户在高迁移率二维半导体中观测到分数量子霍尔效应

近期，稳态强磁场实验装置（SHMFF）用户辽宁材料实验室和山西大学等合作者利用SHMFF所属水冷磁体WM5，在二硫化钼的n型半导体场效应晶体管低温欧姆接触稳定可靠制备方面取得了新进展，该成果在线发表于Nature Electronics。寻找实现高迁移率二维半导体的方法或材料体系并观测其中如量子霍尔态等物理效应，是凝聚态物理以及纳米电子学的重要研究方向之一。量子霍尔效应首次在量子阱二维电子气中被发现已逾40年，但可实现量子霍尔，尤其是分数量子霍尔效应的二维电子体系依然非常有限。其中，高迁移率二维本征半导体的分数量子霍尔态在电输运上尤为难以实现，主要瓶颈在于获得较低载流子浓度欧姆接触极具挑战。该研究团队将硫化钼少层晶体在手套箱中用氮化硼进行封装，其中顶部氮化硼薄层采用预图案化的二维微米尺寸窗口进行铋电极热蒸发接触。所得器件在较低载流子浓度即可具有全温区（毫开尔文至室温）欧姆接触和高迁移率。在SHMFF 34 T水冷磁体下，利用低噪声极低温输运实验测试系统，观测到填充系数niu=1的量子极限和⅖、⅘填充的分数量子化横向电导平台。这是目前能够通过电输运（非拓扑平带体系）观测到分数量子霍尔效应
2024 11.12

中科院紫金山天文台发现“问题地磁暴”的太阳源头

近期，中国科学院紫金山天文台太阳活动的多波段观测研究团组通过分析遥感及实地测量数据，成功确认了2023年3月23日至24日意外发生的大地磁暴的太阳源头：一个低密度跨赤道磁绳的隐蔽爆发。这一发现展示了低密度跨赤道磁绳可通过“弱光磁爆发”产生大地磁暴，对提升地磁暴的预报能力至关重要，研究成果以“Unexpected Major Geomagnetic Storm Caused by Faint Eruption of a Solar Trans-Equatorial Flux Rope”为题于2024年10月24日发表在《自然•通讯》（Nature Communications）杂志上。当太阳风中的能量迅速注入地球周围的空间时，地球磁层中会发生大规模的磁场扰动现象，这就是地磁暴。地磁暴不仅可以让人们在更低的纬度上、更大的范围内欣赏到绚丽多彩的极光，还会对长距离输电网络和输油管道的稳定运行、卫星导航系统的精确定位、以及近地卫星的轨道维持造成威胁。因此，地磁暴的准确预报，对于一个日益依赖电力和信息的社会就显得至关重要。然而，许多地磁暴的太阳源头并不明确，这对它们的准确预报提出了挑战。这类具有
2024 11.12

科学岛团队在大气同步校正对于遥感应用定量化贡献作用的实验研究方面取得进展

近期，中国科学院合肥物质院安光所光学遥感研究中心表征室崔文煜团队，就大气同步校正对于遥感应用定量化水平的影响作用问题开展实验和分析，并取得阶段进展。相关研究工作以《大气同步校正对于高分辨率遥感指数图像精度的影响作用》为题，发表在国际知名遥感期刊《IEEE应用地球观测与遥感专题期刊》（J-STARS）上。徐玲玲博士研究生是本文第一作者，熊伟研究员和崔文煜副研究员是通讯作者。针对大气状态高时空变化特性形成的遥感信号动态大气干扰问题，搭载星上大气同步探测装置进行卫星影像校正，从而解耦大气影响获取更准确的地表辐射信息，是近年来发展的高分辨率遥感影像大气校正技术。高分多模卫星作为国内首个搭载大气校正仪（SMAC）的亚米级分辨率商用遥感卫星，其配备的大气同步校正能力对于高分辨率遥感应用定量化水平的实际影响作用如何亦受到进一步的关注。然而，通过具有代表性的验证试验定量评估同步大气校正技术对于遥感信息应用的贡献作用并无合适的先例可循，该项工作具有一定挑战性。鉴于高分辨率遥感指数图像反演是精细尺度上地表信息提取和精准遥感应用的重要基础，研究团队通过设计并开展“星载-低空”同步指数成像实验，较为全面地考察
2024 11.12

中科院金属所可降解血管支架用高氮铁合金研究取得新进展

缺血性心脑血管疾病是导致人类死亡的重要原因，血管支架介入术已成为常规治疗手段。作为临床中亟需的新一代植入器械，可降解血管支架可以避免永久支架对血管的长期刺激，彻底解决支架植入后发生的再狭窄、晚期血栓、慢性炎症等痛点问题。然而，20余年来可降解血管支架的发展远未达到预期，一个重要原因就是支架材料强度较低，导致支架壁过厚，影响血管修复。铁合金具有高强度的材料优势，用于开发薄壁血管支架被寄予很高期望，但其降解速率慢且易发生局部腐蚀是其存在的不足。中国科学院金属研究所杨柯、王青川研究团队，基于利用“高氮合金化”思想开发高氮无镍不锈钢及心血管支架的前期工作基础，近期设计开发出血管支架用新型可降解高氮铁合金。在发现高氮铁合金可实现快速均匀降解（J. Mater. Sci. Technol.,152 (2023) 94）并具有良好生物相容性（Bioact. Mater.,40 (2024) 34）的基础上，发现“高氮合金化”同时提高铁合金的强度和塑性，打破了材料高强度与塑性之间的矛盾。分析变形组织，发现高氮含量（0.6%）时，合金中会出现更多和更薄的孪晶。另外，与传统的高碳TWIP（孪晶诱导塑性）钢
2024 11.12

广州能源所在过冷水冰浆流动成核动力学以及粒径演变研究方面取得系列进展

近期，中国科学院广州能源研究所储能技术科研团队在过冷水冰浆流动成核动力学以及粒径演变规律研究方面取得系列进展，研究揭示了过冷水成核，以及成核后冰晶生长过程中的动力学变化规律。科研团队在经典成核理论的框架上，针对过冷水的流动成核现象，将流动剪切因素纳入考量，提出了流动成核动力学理论模型，充分讨论了过冷水在流动剪切作用下成核能垒、最小成核半径等关键成核参数的变化情况。研究发现，剪切成核过程中，加速过冷液体成核的关键因素并非剪切导致的形变，而是所导致的形变在遭遇阻碍后而释放变形能量的本身。该研究可为过冷水冰浆制备的“防冰堵”、飞机机翼防冰和电线防冰等问题的研究提供理论指导。流动剪切成核过程示意图除此之外，科研团队还针对成核后过冷态下的晶核粒径演变规律展开研究。研究团队利用Euler-Euler固液两相流模型与群体平衡模型进行耦合，研究了在不同流速、过冷度、初始含冰率的情况下，水平直管内过冷水冰浆流动过程中过冷解除、粒径生长、粒径分布、压降的变化规律。研究结果表明，在较低的流速和较高的初始含冰率下，过冷解除的更快；在较高的过冷度和较低的流速下，冰晶粒径增长的更快。该研究成果可为过冷水冰浆的“防

每页 10 记录总共 796 记录
第一页 <<上一页下一页>> 尾页
页码 32/80 跳转到