国家973首席科学家马紫峰
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973计划项目“脾主运化、统血等脾脏象理论研究”启动本报讯(记者王斌)日前,由辽宁中医药大学牵头组织实施的国家重点基础研究发展(973)计划项目“脾主运化、统血”等脾脏象理论研究项目启动会在辽宁省沈阳市举行。
项目由辽宁中医药大学作为第一承担单位、辽宁中医药大学校长杨关林教授担任首席科学家,联合在中医学、西医学、生物医学等领域具有优势研究基础的中国中医科学院、北京中医药大学、天津中医药大学、广州中医药大学、温州医学院、南方医科大学、大连医科大学等8所院校共同承担、项目实施期为 5年。
国家中医药管理局副局长李大宁、科技部基础研究管理中心江海燕博士、国家973计划中医理论专题专家组组长李振吉教授及项目所属各课题负责人、课题研究主要专家、各课题承担单位科研管理人员等100余人参加了会议。
李大宁要求该项目研究要与中医药事业发展的大背景相结合,紧紧把握“973计划”的立项宗旨,结合中医药行业的实际情况和学科特点,把握研究方向,加强对目标的凝练、梳理思路、强化设计,寻找到研究的最佳切入点。
并期望本次研究能够在探索中医基础理论研究的科学方法与路径、改革重大科研项目运行机制与管理创新等方面取得成果。
该项目首席科学家杨关林教授,从项目拟解决的关键科学问题、科学假说、主要研究内容、课题设置、总体目标、研究方案、组织管理等方面,向与会专家介绍了项目整体情况。
随后,项目所属五个课题负责人分别汇报了所承担课题的研究目标与思路、研究内容与技术路线,以及对整体研究目标的贡献度及前两年研究任务与实施计划。
项目咨询组专家对各课题的研究目标、研究计划、实施方案等,进一步提出具体的指导意见与建议。
认为该项目不仅具有良好的前期工作基础,而且目标明确、项目总体设计清晰、研究方案可行,技术成熟、准备充分,可以启动运行。
电动汽车用低成本、高密度蓄电(氢体系基础科学问题研究工作简报[学术动态]973计划电动汽车储能新体系研究项目启动[图] 2007年11月23-24日,由上海交通大学马紫峰教授任首席科学家,清华大学、浙江大学、复旦大学、厦门大学、南京工业大学、南京航空航天大学和中国科学院上海硅酸盐研究所共同承担的国家973计划“电动汽车用低成本、高密度蓄电(氢体系基础科学问题研究”项目实施启动会在上海交通大学学术活动中心召开。
项目组邀请了科技部973计划能源领域咨询专家林炳雄教授、陈霖新教授、孙彦平教授和毛宗强教授,科技部973计划联合办公室闫金定博士参加会议。
中国工程院杨裕生院士、衣宝廉院士、徐南平院士,北京理工大学吴锋教授、清华大学毛宗强教授、同济大学马建新教授、浙江大学陈长聘教授、中国科学院物理研究所黄学杰研究员以及项目首席科学家马紫峰教授担任项目专家组成员,指导项目的实施与过程管理。
本次项目实施启动会由上海交通大学承办、马紫峰教授主持。
上海交通大学副校长林忠钦教授首先致辞。
他对本项目顺利立项启动表示祝贺,对专家组和项目组研究骨干的到来表示欢迎,并表示上海交通大学将全力支持所承担课题的研究工作和研究团队,为我国的电动汽车技术进步做出应有的贡献。
科技部973计划联合办公室闫金定博士发表讲话,希望通过精心组织,把项目做好,他认为,这是国家实施“电动汽车”重大专项以来又一重大举措,电动汽车要实现产业化,还需要进行更深入细致的基础研究,同时希望973的研究工作与电动汽车产业化技术开发紧密结合,不断总结科学理论并指导产业技术开发。
上海市科委基础处胡睦处长也在会上发言,他祝贺上海交通大学获得973计划“电动汽车”储能新体系研究项目,上海交大在电动汽车动力电池与电池管理系统方面有良好的工作积累,上海市将全力配合科技部支持本项目的研究工作,做好配套与项目实施过程管理。
项目首席科学家马紫峰教授随后做了项目工作计划报告,主要从项目总体思路、两年工作目标、课题两年工作计划以及项目组织措施等方面向专家组做了汇报。
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2011年第30卷第1期·150·化工进展低温燃料电池用非贵金属氧还原催化剂研究进展马紫峰,张慧娟,原鲜霞,蒋淇忠(上海交通大学化学工程系,电化学与能源技术研究所,上海 200240)摘 要:非贵金属氧还原催化剂是近年来低温燃料电池最受关注的研究热点之一。
本文回顾了作者课题组在低温燃料电池用非贵金属氧还原催化剂方面的研究进展,总结了提高催化活性和稳定性、降低催化剂制备成本、催化剂制备工艺和新型非贵金属氧还原催化剂设计等方面所取得的研究结果。
对非贵金属氧还原催化剂亟待解决的问题和发展趋势提出自己的看法。
关键词:低温燃料电池;非贵金属催化剂;氧还原反应;电化学性能中图分类号:TE 626 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2011)01–0150–05 Research progress of non-precious metal oxygen reduction catalysts forlow-temperature fuel cellsMA Zifeng,ZHANG Huijuan,YUAN Xianxia,JIANG Qizhong(Institute of Electrochemical and Energy Technology,Department of Chemical Engineering,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China)Abstract:In recent years,non-precious metal oxygen reduction catalysts have gained particular interest for low temperature fuel cells. This paper presents the research progress of non-precious metal oxygen reduction catalysts developed by Institute of Electrochemical and Energy Technology in Shanghai Jiao Tong University with focus on the effort to improve the activity and durability of the catalysts,to decrease cost of the catalysts,and to develop novel non-precious metal catalysts. The urgent problems and future research focuses for non-precious metal oxygen reduction catalysts are also proposed.Key words:low-temperature fuel cells;non-precious metal catalysts;oxygen reduction reaction;electrochemical performance低温燃料电池,如质子交换膜燃料电池和直接甲醇燃料电池,由于具有环境友好、快速启动、无电解液流失、寿命长、功率密度和能量密度高等优点,在电动汽车动力电源、移动电源、微型电源及小型发电装置等方面显示出广阔的应用前景。
12位中科院院士齐聚贵州科技助力贵州高质量发展
作者:
来源:《大众科学》2021年第04期
4月11日-13日,中国科学院院士科技助力高质量发展贵州行行动开展。
此次行动由中国科学院、贵州省科协、毕节市委市政府主办,是中国科学院及院士们深入贯彻落实习近平总书记关于科技工作重要指示精神的具体行动,是科技助力贵州高质量发展向纵深推进的重大举措。
参加此次行动的中国科学院院士有:中国科学院学部学术与出版工作委员会主任、全国政协常委秦大河、中国科学院副院长高鸿钧、中国疾控中心主任高福、军事科学院副院长梅宏等12位院士。
活动结束后,贵州省科协将继续加大与中科院的协调对接,就产业转型提升、乡村振兴中的科技助力等课题进行深入合作。
同时,以此次行动为契机,搭建地方與科研院所、院士专家联系桥梁,解决下一步高质量发展进程中人才短缺、创新能力不足、技术服务不够等短板。
低碳经济与新能源产业发展高峰论坛上海交通大学闵行校区产业技术研究院大楼(莲花南路5000号)中国 上海2010年6月3-4日主办单位:上海紫竹新兴产业技术研究院上海交通大学科学技术研究院学术支持:上海交通大学产业发展研究中心会议背景:低碳经济,是指在可持续发展理念指导下,以低能耗、低排放、低污染为基础,通过技术创新、产业转型、新能源开发等多种手段,尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗,减少温室气体排放,实现经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。
这是人类社会继农业文明、工业文明之后发展模式的又一次重大飞跃。
发展低碳经济,一方面是积极履行环境保护责任,完成节能减排目标的要求;另一方面是调整经济结构,提高能源利用效益,发展新兴产业,建设生态文明。
这将涉及人类社会生产方式、生活方式和发展观的根本改变。
2007年7月,美国参议院提出了《低碳经济法案》,表明低碳经济的发展模式有望成为美国未来的重要战略选择。
2007年9月,中国国家主席胡锦涛在亚太经合组织(APEC)第15次领导人会议上,郑重提出了四项建议,明确主张“发展低碳经济”,令世人瞩目。
2007年12月,国务院新闻办发表《中国的能源状况与政策》白皮书,着重提出能源多元化发展,并将可再生能源发展正式列为国家能源发展战略的重要组成部分。
国务院总理温家宝在题为《让科技引领中国可持续发展》的讲话中强调:要高度重视新能源产业发展,创新发展可再生能源技术、节能减排技术、清洁煤技术及核能技术,大力推进节能环保和资源循环利用,加快构建以低碳排放为特征的工业、建筑、交通体系。
新能源不仅包括人们经常提及的风能、太阳能、生物质能等,还包括核能、智能电网、新型汽车燃料等。
“低碳经济”、“低碳生活”的重要含义之一,就是节约化石能源的消耗,为新能源的普及利用提供时间保障。
当前,发展以风电、光电、生物质能等可再生能源为主的新能源产业,已成为世界各国应对金融危机、调整能源结构、实现可持续发展的广泛共识。
国家973首席科学家马紫峰:动力电池存三瓶颈以下为国家973计划首席科学家、上海交通大学电化学与能源技术研究所马紫峰演讲的文字实录:【主持人:杨晓青】感谢安总的精彩报告,也感谢盟固利为08年奥运会争光,为中国锂电人争气!下一个演讲计划是973计划首席科学家、上海交通大学电化学与能源技术研究所马紫峰教授,他是中国科技部973计划计划电动汽车用低成本高密度蓄电(氢)体系基础科学问题研究,马教授曾经在我们那里访问,我们曾经有比较愉快的合作,我们也学习了很多的东西,今天很高兴在这里听到马教授的报告,他的题目是《电动汽车动力电池磷酸铁锂正极材料制备与应用》。
【马紫峰】谢谢杨教授的介绍,我想在这里能够借此机会感谢杨晓青博士把我代入了锂电的行业,因为2000年以前我是做燃料电池的,正好有2000年有机会的时候到美国访问的时候跟杨晓青教授去合作,是他把我领入了这样一个机会,所以我想借这个机会谢谢你!今天我的题目是《电动汽车动力电池磷酸铁锂正极材料制备与应用》,这个报告我分两个部分,首先我介绍一下我现在在主持国家的973计划,另外我想介绍一下我们的课题组正在从事的磷酸铁锂的产业化的研究。
锂电池现在已经应用得非常广泛和普遍,这个过程当中之所以今天来讲锂电池又被焕发了青春,是因为它在动力电池上面以及未来的一些工具上面有很大的应用。
我们今天来讲为什么要选择锂电池?为什么要来做一个新能源汽车呢?我想其实有很多的答案,但是今天来讲做到现在为止,我认为动力电池还有三个瓶颈没有突破,2000年的时候万刚科技部长他组织了一个动力电池的重大专项,经过了6年的示范以后到了2006年燃料电池汽车、混合动力汽车以及纯电动车都得到了普遍的示范,在今年09年我们国家所有的原来做电动车都定义为“新能源汽车”,新能源汽车已经在13个城市开展了千辆的示范工程,我们上海实际上是一个最大的示范基地。
但是我们要看到一个现象,现在呼声很高、热点很多,但是存在了很多的问题。
我们把它归结成几个问题呢?我觉得在电动车的领域当中要进一步的产业化必须解决三个问题:第一,电池的问题。
今天我们在这里讨论锂电就是为了解决电池的未来。
事实上来讲电动车里面锂电池是不是一个最终的解决方案?我认为还有一个“?”。
在未来的新能源汽车当中或者是电动车当中燃料电池汽车依然有它的地位和作用,但是今天燃料电池本身又存在哪些问题?所以我认为今天来讲下一步我们可能要发展的是从传统的这种油电混合方式往氢电混合方式的发展,这是2007年我们提出国家973计划的一个初衷,这个工作我们当时跟万刚老师进行了很好的沟通,今天作为国家的计划来讲是要引领未来的方向,氢电混合里面需要解决三个问题,1锂电,2是主氢,3是燃料电池本身。
什么叫“973计划”?大家知道863是国家的高科技的计划,在座的企业和单位都很多参加了国家863的计划,他瞄准的是应用,而973计划是“重大基础研究计划”,973计划是在19 97年3月份全国人大确定的要在产业化技术开发的基础上瞄准农业、能源、信息、人口与健康、资源与环境,还有新材料等等这些领域开展重大的技术研究,导向型的基础研究。
前天我们刚刚在北京开完了今年的973项目的评审会,今天来讲973已经经历了十年的工作,这十年的当中应该说对我们国家的重大基础研究有很大的推动,包括对我们新能源汽车。
在新能源汽车方面国家973计划迄今为止列了三个973计划,第一个计划就是关于氢能燃料电池的973计划,是由2000年开始到05年结束,由毛教授领衔的。
第二个是二次电池的清晰剂,这是由北京理工大学的吴教授担任了首席科学家,他们的课题重点是瞄准了新型的绿色二次电池的体系。
不管是纯电动车、混合动力车、燃料动力车,他们有一个同样的问题一个是里程很短,他的动力性没有跟燃料动力相比,他怎么样解决这个问题呢?有两个问题,一个是储氢的问题,这是一个初步需要解决的,对于混合动力来讲高密度的储电系统也是一个非常重要的方向。
因此在2007年在国家科技部以及我们国家同行的支持下面,立了这样的一个新的973计划,我们的973计划题目是《电动车用的低成本、高密度、续电、储氢技术的基础研究》,在这里可以看到在我们的973项目当中第一次提出来了这个“价格”的概念,因为我们很多人在做基础研究的时候回避去谈成本,或者是跟经济效益有关的东西,实际上在座的都很清楚,如果一个技术想要真正地产业化,成本是回避不了的,而成本的降低它的核心是什么?创新技术。
我们知道在锂电池行业当中从钴酸锂到现在的磷酸铁锂,事实上就是因为技术上的革命,其实是在材料上的变化,如果没有这个前期的很好的基础研究就不可能有今天的磷酸铁锂这样的一个火热的场面。
所以,在我们的973计划当中,我们列了七个课题,973计划它是一个团体作战的制度,我们的项目又邀请了清华大学、复旦大学、包括吴宇平教授都参与了我们973的活动,还有厦门大学。
我们的题目分为七个课题,第一个和第二个是瞄准基础研究的,吴宇平教授在这个里面发挥了领导的作用,主要是研究低成本的电极材料和基础的研究。
第三个题目是大家都知道在电动车里面其实大家都没谈的就是耗机电容器,它本身在电动车起的作用是非常大的,它不一定是完全的单一的作用,但是电动车燃料的补充、回收方面是非常重要的。
第四个课题是瞄准未来的,因为现在来讲我们在谈锂电,在谈超电能,未来有一些什么样的电池呢?也许将来可能五年以后大家都在谈钠硫电池,或者是谈高温的微型化的一些燃料电池等等。
第五和第六个课题我们瞄准了工业应用,第五个课题就是材料的制备和过程工程的问题,昨天很多人讲到了电池的安全性问题是由电池的材料、设计以及它的电池制造过程造成的,而这个材料本身来讲他的品质要稳定,首先就是他的制备过程工艺的问题,我们在这里谈了很多的就是安全性的问题,以及我们现在这个电池行业的发展,事实上我认为今天磷酸铁锂它之所以能够有大规模的应用有一个很重要的原因,现在在中国就没有一家厂可以能够完全、高品质地连续性地提供这个材料。
我们现在这个973的计划他的管理模式是通过这样的一个顾问委员会来引领来做这个工作,分为三个大的团队在进行。
接下来我想重点介绍一下我们对磷酸铁锂制备过程的一些探索和一些研究工作,我们都知道在电化学性能来讲绝对性的材料一个是活性材料、一个是电解质、一个是隔膜,我认为今天来讲我们继续地去进行寻找新的这种电解材料还是非常必要的,因为它是我们改进未来能量密度的一个基础。
我们可能要去寻找新的电解液的体系,还有创建新的电池的概念。
关于阴极材料来讲大家都非常了解,我想这里就不多讲了,从钴酸锂到锰酸锂到磷酸铁锂,包括到改性的这些财力。
磷酸铁锂现在市场上大家已经谈得非常多,它的优点是稳定性、价格的潜力还有环境的适应性等等,但是它的问题是电导率比较低、扩散的速率是受限制的。
我们做了一些什么样的工作呢?我们的973重点地是围绕材料的制备过程工艺进行探索,在探索的过程当中我们首先对他的materials进行了调研,我们可以看到在磷酸铁锂制备工艺当中相当多,包括物相反应、水热合成等等,这些工艺都是在实验室里面进行开发的,有一部分已经了工业化,比如说固相反应,比如化学合成的方法等等,也有很多的方法在研究,包括球膜现在也进入了一些产业化的过程。
合成的路线五花八门,还有一个很重要的是它的原料路线是相当复杂的,现在各个地方采用的这个技术路线是不一样的,这个技术路线不一样也造成了这个产品的品质不同,品质的不同就是跟他的反应方程式是有关系的,我们这里罗列了一些过程,04年我们发明了一个全新的工艺路线是机械化学合成反应,我们发明了这样一个化学合成反应的方程式,最主要的一点大家可以看到如果这个化学反应是完全的话,它的产物只有磷酸铁锂和水,有可能就得到一个非常纯相的材料,这个工作我们在20 05年取得了国内最早的磷酸铁锂的一个合成的专利。
这个结果在2004年就发表在美国的一些专刊上面。
这个数据可以看到这是在2004年报告的结果,我们可以看到得到完全纯相的磷酸铁锂的它的重复性是不错的,这是从0.1C—1C的结果。
这个结果上我们还做了很多循环的实验,而且在05年开始我们就把前面发明的这个技术进行了产业化技术的开发,在这个里面我们还进行了一些新的工艺的探索,这系一个新型的磷酸铁锂合成路线,这是用控制结晶的工艺和碳热合成相结合的工艺,我们所需要的原料是磷酸铁,但是当时做原料的时候磷酸铁的市场是不成熟的,你要拿到磷酸铁的原料本身有一些问题,所以我们跟清华大学合作在磷酸铁的制造上面进行了一些研究,通过阻止结晶的方法得到了磷酸铁的粉样,然后进行后续的研究。
我们跟浙江的公司建立了年产300吨的示范装置,通过控制结晶和球膜相结合的两条产业路线得到这样产业化的产品,大家可以看到相关的一些报道。
这个材料出来之后,我们现在的工作主要是瞄准材料的应用当中的技术问题,因为我前面讲到了磷酸铁锂他不是一个万能的东西,磷酸铁锂就算是它得到100%的纯相,性能达到170,它也还有很多的问题。
比如说我们在应用当中的高温性能、低温性能,怎么样解决高温性能呢?其实有很多的办法,最近我们采用了PPY可看的复合的模式进行研究,经过包覆以后5 00次的循环以后我们发现包覆和没有包覆的结果,这是55度下的一个结果,而且我们从放电的容量从04年0.1C开始做现在从1C—5C甚至是到8C的结果,这个是从-20度到20度到55度的变化,通过PPY的包覆以后这个材料的高温性能会有一个很大的提高,这个结果最近我们发表在了国际电话通讯上面,而且这个循环的性能已经有了很大的变化,我们用这样的一个磷酸铁锂材料跟上海的一家公司合作开发了一系列的4AH和15AH的一些电池,这些电池模块把它组装成为不同的应用,这是交大电器实验室和我们合作开发的电动自行车的模块,这个车辆现在已经在上一个月被上海市**定名为示范的公安派出所里面民警用的示范车辆。
这个是DLG公司他们用了磷酸铁锂材料用的电池,用在了美国的K2的车上面。
这个研究过程当中我们还发现了一个低温性能也是很重要的,低温性能的改进仅仅靠磷酸铁锂本身就已经达不到了,这个里面我们认为就要去找一些新的电解液,我们后来在探索了一些新的电解液体系,我们配置了一个全新的电解液的概念,这个电解液从零下40度一直做到零下20度,从0.1C到0.5C进行了实验,应该说这个结果还是有一些改善的。
这个是在各种的低温性能下它的阻碳的谱图。
这是从04年以来我们在磷酸铁锂做的一些基础研究的工作,这些研究的工作从材料的制备到高温性能和低温性能。
我们今天把这些文章和工作都显示出来,是切合我们的一个目的,就是希望能够让大家去参考,我们作为973整个项目的团队来讲,我们并不像企业一样,好像企业他会对自己进行一种保护,973的目标是引领国家的一些方向,我也希望大家在很多的场合里面讲一些阵话,讲一些客观的东西。