科技動態

美研究人員研發增強型SEI 可提高鋰金屬電池能量密度/性能/安全性

美國賓夕法尼亞州立大學利用一種新研發的固態電解質界面膜（SEI），使可充電鋰金屬電池具有更高的能量密度、更佳的性能及更好的安全性。該增強型SEI是一個反應性聚合物復合材料，由聚合物鋰鹽、氟化鋰納米顆粒及氧化石墨烯片組成，新型電池組件的結構就包含一層薄薄的此類材料。其中聚合物能夠與鋰金屬表面形成爪狀鍵合，以無源方式為鋰表面提供所需能量，使其不會與電解質中的分子發生反應，而納米片在復合材料中則起到機械屏障的作用，防止鋰金屬中形成樹突。此外，該反應性聚合物還使得電池重量減輕、制造成本降低，進一步促進鋰金屬電池的未來發展。

（圖片來源：蓋世汽車）

超輕陶瓷氣凝膠可耐受極端溫度

美國加州大學洛杉磯分校、伯克利分校、哈爾濱工業大學等多家機構共同研制出一種超輕且極其耐用的陶瓷氣凝膠，可耐受極端高溫并能承受數百次溫度的劇烈變化，未來有望用于航天器的隔熱保護等。該陶瓷氣凝膠由氮化硼薄層制成，是一種原子以六邊形網格狀（類似鐵絲網）連接的陶瓷材料。該材料在1400℃高溫下存放一周后機械強度損失不到1%。另外，該新材料被加熱時會收縮而非膨脹，因而比目前最先進的陶瓷氣凝膠更柔韌，更具彈性，可以被壓縮到原始體積的5%并完全恢復，而其他現有的氣凝膠只能壓縮到約20%才會完全恢復。

（圖片來源：新華網）

日本三菱電機研發全球首個傳感器安全技術

日本三菱電機公司研發出全球首個傳感器安全技術。該技術通過在傳感器融合算法中嵌入一種專有算法，將多個傳感器結合在一起，通過測量無人機、車載設備、生產設備等裝備的自動控制系統，能夠檢測測量數據是否一致，以此確定設備是否被黑客入侵。此外，該新算法可作為現有傳感器信號處理電路的附加軟件，不需要添加或修改硬件，不僅傳感器測量的準確性不受影響，而且可以實現低成本。

（圖片來源：蓋世汽車）

日本豐田公司研發自動駕駛載人月球車 采用燃料電池技術

日本豐田汽車公司計劃與日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）合作開發一款六輪自動駕駛月球車，力爭在2029年將其送上月球。根據構想，即將開發的月球車全長6m、寬5.2m、高3.8m，約為2輛面包車的尺寸。車內可供2名宇航員居住，可行駛約1萬千米。該月球車將使用太陽能電池和燃料電池來生產并儲存能量，豐田公司將為其提供燃料電池技術。據介紹，該月球車將在宇航員登月之前發射，在宇航員登陸月球后，該車將利用自動駕駛技術去迎接宇航員。此外，該項目還計劃將這輛月球車用于其他4個領域的探索。

（圖片來源：環球網）

Elliott Bay采用“虛擬現實”技術設計船舶

Elliott Bay設計集團將“虛擬現實”工具用于船舶設計，幫助設計師和船東提前在船舶設計的最后階段體驗船舶空間，同時也能作為一個強大的裝備，用于船舶維修和改裝，幫助作業團隊更高效地進行計劃和執行項目。Elliott Bay設計集團使用的這種“虛擬現實”技術能將船舶設計與建造提高至新高度，能在設計階段就虛擬在船上的行走體驗，船東能以最逼真的方式在船舶建造之前體驗其空間，仔細查看每個細節，從而節約大量造船成本，減少各種現實修正。這種技術不僅在早期的船舶設計階段具有明顯效果，也能應用在現有船舶的重新設計和改裝階段。

（圖片來源：國際船舶網）

Incat Crowther將設計亞洲最大鋁合金客滾船

澳大利亞設計公司Incat Crowther將設計亞洲最大的高速鋁合金客滾船，預計2020年底投入使用。該滾船設計航速不小于45節、噸位達11000t、載客量1000人，可裝載230輛汽車或42個集裝箱，是目前亞洲尺寸最大，載車最多，裝載集裝箱最多，真正實現人、車、貨全覆蓋的鋁合金高速客運船，多項技術創下國內之最。新船將由4臺MTU 20V8000 M71L主發動機提供動力，每臺主發動機在額定轉速為1500r/min時的功率為9100kW；由4臺羅羅噴水推進器驅動，通過ZF變速箱進行動力傳輸，輔助動力由卡特彼勒發電機組提供。

（圖片來源：國際船舶網）

我國科學家發現單分子晶體管中電子的量子干涉效應

廈門大學在單分子電子器件電輸運的相消量子干涉效應調控方面取得重要進展，研究人員基于單個有機分子來構筑電子器件，為電子器件微型化提供了潛在的技術方案。在單分子器件中，電子在通過單分子器件中不同電輸運通路時，由于存在相位差而將出現增強或相消量子干涉效應，是在納米-亞納米尺度電子輸運的獨特效應。理性調控單分子電子器件的量子干涉效應為該領域未來發展過程中的關鍵挑戰之一。

（圖片來源：廈門大學）

寧波材料所在二維納米防護薄膜材料方面取得進展

中國科學院寧波材料技術與工程研究所利用CVD技術在多晶銅襯底上成功制備了一系列的氮摻雜石墨烯薄膜，并通過調節NH3的氣流量獲得不同氮濃度的氮摻雜石墨烯薄膜。該薄膜可抑制電子在腐蝕界面的傳輸，降低銅和氮摻雜石墨烯界面處的電化學腐蝕速率，有效延緩腐蝕區域的擴散，表現出更佳的長效腐蝕防護性能。另外，六方氮化硼（h-BN）納米片作為一種石墨烯類似物，也具有很好的抗滲透性。該團隊通過CVD法在多晶銅襯底上生長出不同層數的h-BN薄膜，表現出優異的大氣長效防護性能，且多層h-BN薄膜能夠有效阻礙氧氣的橫向擴散，顯著提高了基底銅的抗氧化性能。

（圖片來源：寧波材料所）

科研人員合成高能鋰離子電池雙重修飾正極材料

長沙理工大學與廈門大學、美國阿貢國家實驗室等海內外科研人員合作合成了一種高能鋰離子電池雙重修飾正極材料——鈦摻雜、鑭鎳鋰氧化物包覆的雙重修飾富鎳三元材料。該材料展現出良好的熱穩定性、結構穩定性及優異的電化學性能。在60℃下，經過150次循環后，雙重修飾材料的容量保持率比純相富鎳材料提高了近兩倍，其能有效抑制富鎳材料在循環過程中表面納米尺度的結構退化，從而增強富鎳材料的表面穩定性。另外，雙重修飾抑制了正極材料二次顆粒內微裂紋的產生與循環過程中微裂紋的擴展，循環后富鎳材料二次顆粒間Ni3+的不均勻分布得到抑制，材料二次顆粒的結構穩定性顯著提升。

（圖片來源：中新網）

3.35m直徑貯箱箱底一次成型 技術水平國際先進

中國運載火箭技術研究院所屬首都航天機械公司的火箭貯箱箱體工藝實現重大突破，該廠運用整體旋壓技術，使得3.35m直徑箱底一次成型，意味著鋁合金貯箱箱底整體化制造關鍵技術取得重大進步，火箭院火箭貯箱箱底整體化制造能力達到國際先進水平。該廠此次采用“整體成型+整體加工”的方案，取消了貯箱箱底全部主焊縫，避免了由焊縫質量問題帶來的風險，整個箱底一次成型，不僅可大幅提升箱底整體性能，生產周期和成本也可降低一半以上。

（圖片來源：火箭院）

中國船級社推出船舶結構冰荷載高級分析專用軟件

中國船級社聯合大連理工大學開展了基于海冰離散元方法的“船舶結構冰荷載高級分析專用軟件”項目，將為我國極地船舶及海洋工程的開發提供最有效的服務。該軟件的開發是基于海冰離散元的數值計算方法，準確模擬了PC1～PC7冰級要求下的冰荷載、冰阻力。該軟件具有全面的冰載荷計算分析功能，可對多種冰區操作模式下的局部冰壓力和整體冰阻力進行數值計算；采用三維可視化技術，實現對計算結果的同步直觀顯示和分析結果的實際工程應用；具有高效的計算分析能力，可為不同類型船舶結構的冰荷載分析提供有力的科學依據。

（圖片來源：國際船舶網）

“城市降雨徑流與污染分析系統”推出 助力智慧城市建設

中國運載火箭技術研究院所屬北京航天計量測試技術研究所著眼國家海綿城市建設大背景，對城市不同地表類型的徑流水量、水質特征進行數字化算法研究，研發出一種“城市降雨徑流與污染分析系統”。該系統基于GIS（Geographic Information System，地理信息系統）平臺研制，具備文件縮放、漫游、測量、圖件增刪改基礎工具等通用功能，可以動態模擬降雨徑流過程和污染物變化過程，甚至還可以自動分析降水量及水質的污染情況，推動智慧城市建設。目前，該系統已在江蘇省鎮江市完成了示范應用和驗證完善，取得良好效果。

（圖片來源：火箭院）

我國最大推力整體式先進固體火箭發動機試車成功

3月5日，由航天動力技術研究院自主研制的200t推力先進固體火箭發動機地面熱試車獲得圓滿成功。該發動機是該院瞄準未來商業航天發射市場需求，研發的一型目前國內裝藥量最多、推力最大的高性能纖維纏繞復合材料殼體整體式固體發動機，發動機直徑2.65m，裝藥量71t，推力200t，采用了多項新技術，綜合性能達到世界一流水平，可為我國新一代固體運載火箭的研制提供更強勁、性價比更高的先進動力，有力增強了固體運載火箭在商業航天發射市場的競爭力。

（圖片來源：航天科技集團）

國家電網公司自主研發GIS/GIL智能帶電檢測機器人

國家電網江蘇省電力有限公司自主研發的國內首個適用于GIS/GIL設備的無人化智能帶電檢測機器人系統在特高壓泰州換流站順利通過試運行。該系統采用軌道式機器人結構，集局部放電檢測、紅外成像測溫、視頻實時監控、有害氣體診斷等多種檢測模塊于一體，具有自動檢測、智能診斷、實時報警等功能。與人工檢測相比，該系統可大幅提升帶電檢測質量，避免了人工檢測的盲區，實現海量帶電檢測數據智能同步綜合分析。同時，其采用便攜式設計，既可長期駐守于一座變電站，又可由檢測人員攜帶至不同變電站開展帶電檢測。

（圖片來源：國家電網）

我國建成首套應用于南極地區的新能源微網供電系統

由中國電子科技集團有限公司抓總研制的南極泰山站新能源微網供電系統已完成安裝、調試、并網運行等任務。該系統針對南極泰山站極寒、大風、高海拔、低氣壓等特殊環境，采用定制化風機、光伏和儲能電池，并通過控制終端對整套系統進行智能控制。在夏季泰山站有人值守期間，該系統可以與泰山站的柴油發電機并網共同使用；在冬季泰山站無人值守期間，該系統還可以通過控制終端實現離網無人值守自主運行，為無人值守期間泰山站的科研儀器和站區配套設備進行供電。數據顯示，該系統在南極工作穩定、運行良好，整體發電效果突出。

（圖片來源：中國電科）

我國首個11聯動跟蹤式光伏陣列發電系統投入運行

我國首個11聯動跟蹤式光伏陣列發電系統投入運行。該系統應用的跟蹤系統讓光伏組件實時保持最佳角度，將太陽能轉化利用效率最大化。其11個獨立柱光伏陣列并排而建，中間的獨立柱上安裝有1個減速機，跟蹤系統采取光控和時控來控制減速機，從而驅動光伏陣列實時轉動。在陰天和夜晚，時控裝置間隔4min轉一下，以獲得最佳效果。相比傳統光伏發電，跟蹤系統的發電效率可提升15%～25%，夏天可提高40%。同時，該系統追蹤過程無陰影遮擋，可以做到隨坡就勢，適合于農光互補、漁光互補，對農作物等生長影響小，可提高土地利用率。

（圖片來源：中國電建）