科技動態(tài)

美研究人員研發(fā)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(xué)利用一種新研發(fā)的固態(tài)電解質(zhì)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(yīng)性聚合物復(fù)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(jié)構(gòu)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(zhì)中的分子發(fā)生反應(yīng)，而納米片在復(fù)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(yīng)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(fā)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(xué)洛杉磯分校、伯克利分校、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等多家機構(gòu)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(shù)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(wǎng)格狀（類似鐵絲網(wǎng)）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(fù)，而其他現(xiàn)有的氣凝膠只能壓縮到約20%才會完全恢復(fù)。

（圖片來源：新華網(wǎng)）

日本三菱電機研發(fā)全球首個傳感器安全技術(shù)

日本三菱電機公司研發(fā)出全球首個傳感器安全技術(shù)。該技術(shù)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(jié)合在一起，通過測量無人機、車載設(shè)備、生產(chǎn)設(shè)備等裝備的自動控制系統(tǒng)，能夠檢測測量數(shù)據(jù)是否一致，以此確定設(shè)備是否被黑客入侵。此外，該新算法可作為現(xiàn)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(xiàn)低成本。

（圖片來源：蓋世汽車）

日本豐田公司研發(fā)自動駕駛載人月球車 采用燃料電池技術(shù)

日本豐田汽車公司計劃與日本宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)（JAXA）合作開發(fā)一款六輪自動駕駛月球車，力爭在2029年將其送上月球。根據(jù)構(gòu)想，即將開發(fā)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(nèi)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(chǎn)并儲存能量，豐田公司將為其提供燃料電池技術(shù)。據(jù)介紹，該月球車將在宇航員登月之前發(fā)射，在宇航員登陸月球后，該車將利用自動駕駛技術(shù)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(lǐng)域的探索。

（圖片來源：環(huán)球網(wǎng)）

Elliott Bay采用“虛擬現(xiàn)實”技術(shù)設(shè)計船舶

Elliott Bay設(shè)計集團將“虛擬現(xiàn)實”工具用于船舶設(shè)計，幫助設(shè)計師和船東提前在船舶設(shè)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(yè)團隊更高效地進行計劃和執(zhí)行項目。Elliott Bay設(shè)計集團使用的這種“虛擬現(xiàn)實”技術(shù)能將船舶設(shè)計與建造提高至新高度，能在設(shè)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(jié)，從而節(jié)約大量造船成本，減少各種現(xiàn)實修正。這種技術(shù)不僅在早期的船舶設(shè)計階段具有明顯效果，也能應(yīng)用在現(xiàn)有船舶的重新設(shè)計和改裝階段。

（圖片來源：國際船舶網(wǎng)）

Incat Crowther將設(shè)計亞洲最大鋁合金客滾船

澳大利亞設(shè)計公司Incat Crowther將設(shè)計亞洲最大的高速鋁合金客滾船，預(yù)計2020年底投入使用。該滾船設(shè)計航速不小于45節(jié)、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(xiàn)人、車、貨全覆蓋的鋁合金高速客運船，多項技術(shù)創(chuàng)下國內(nèi)之最。新船將由4臺MTU 20V8000 M71L主發(fā)動機提供動力，每臺主發(fā)動機在額定轉(zhuǎn)速為1500r/min時的功率為9100kW；由4臺羅羅噴水推進器驅(qū)動，通過ZF變速箱進行動力傳輸，輔助動力由卡特彼勒發(fā)電機組提供。

（圖片來源：國際船舶網(wǎng)）

我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)單分子晶體管中電子的量子干涉效應(yīng)

廈門大學(xué)在單分子電子器件電輸運的相消量子干涉效應(yīng)調(diào)控方面取得重要進展，研究人員基于單個有機分子來構(gòu)筑電子器件，為電子器件微型化提供了潛在的技術(shù)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(xiàn)增強或相消量子干涉效應(yīng)，是在納米-亞納米尺度電子輸運的獨特效應(yīng)。理性調(diào)控單分子電子器件的量子干涉效應(yīng)為該領(lǐng)域未來發(fā)展過程中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。

（圖片來源：廈門大學(xué)）

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(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所利用CVD技術(shù)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(diào)節(jié)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(xué)腐蝕速率，有效延緩腐蝕區(qū)域的擴散，表現(xiàn)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?jié)B透性。該團隊通過CVD法在多晶銅襯底上生長出不同層數(shù)的h-BN薄膜，表現(xiàn)出優(yōu)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(xué)與廈門大學(xué)、美國阿貢國家實驗室等海內(nèi)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(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及優(yōu)異的電化學(xué)性能。在60℃下，經(jīng)過150次循環(huán)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(huán)過程中表面納米尺度的結(jié)構(gòu)退化，從而增強富鎳材料的表面穩(wěn)定性。另外，雙重修飾抑制了正極材料二次顆粒內(nèi)微裂紋的產(chǎn)生與循環(huán)過程中微裂紋的擴展，循環(huán)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(jié)構(gòu)穩(wěn)定性顯著提升。

（圖片來源：中新網(wǎng)）

3.35m直徑貯箱箱底一次成型 技術(shù)水平國際先進

中國運載火箭技術(shù)研究院所屬首都航天機械公司的火箭貯箱箱體工藝實現(xiàn)重大突破，該廠運用整體旋壓技術(shù)，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(guān)鍵技術(shù)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(zhì)量問題帶來的風(fēng)險，整個箱底一次成型，不僅可大幅提升箱底整體性能，生產(chǎn)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(jié)構(gòu)冰荷載高級分析專用軟件

中國船級社聯(lián)合大連理工大學(xué)開展了基于海冰離散元方法的“船舶結(jié)構(gòu)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(fā)提供最有效的服務(wù)。該軟件的開發(fā)是基于海冰離散元的數(shù)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(qū)操作模式下的局部冰壓力和整體冰阻力進行數(shù)值計算；采用三維可視化技術(shù)，實現(xiàn)對計算結(jié)果的同步直觀顯示和分析結(jié)果的實際工程應(yīng)用；具有高效的計算分析能力，可為不同類型船舶結(jié)構(gòu)的冰荷載分析提供有力的科學(xué)依據(jù)。

（圖片來源：國際船舶網(wǎng)）

“城市降雨徑流與污染分析系統(tǒng)”推出 助力智慧城市建設(shè)

中國運載火箭技術(shù)研究院所屬北京航天計量測試技術(shù)研究所著眼國家海綿城市建設(shè)大背景，對城市不同地表類型的徑流水量、水質(zhì)特征進行數(shù)字化算法研究，研發(fā)出一種“城市降雨徑流與污染分析系統(tǒng)”。該系統(tǒng)基于GIS（Geographic Information System，地理信息系統(tǒng)）平臺研制，具備文件縮放、漫游、測量、圖件增刪改基礎(chǔ)工具等通用功能，可以動態(tài)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(zhì)的污染情況，推動智慧城市建設(shè)。目前，該系統(tǒng)已在江蘇省鎮(zhèn)江市完成了示范應(yīng)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(fā)動機試車成功

3月5日，由航天動力技術(shù)研究院自主研制的200t推力先進固體火箭發(fā)動機地面熱試車獲得圓滿成功。該發(fā)動機是該院瞄準未來商業(yè)航天發(fā)射市場需求，研發(fā)的一型目前國內(nèi)裝藥量最多、推力最大的高性能纖維纏繞復(fù)合材料殼體整體式固體發(fā)動機，發(fā)動機直徑2.65m，裝藥量71t，推力200t，采用了多項新技術(shù)，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(yè)航天發(fā)射市場的競爭力。

（圖片來源：航天科技集團）

國家電網(wǎng)公司自主研發(fā)GIS/GIL智能帶電檢測機器人

國家電網(wǎng)江蘇省電力有限公司自主研發(fā)的國內(nèi)首個適用于GIS/GIL設(shè)備的無人化智能帶電檢測機器人系統(tǒng)在特高壓泰州換流站順利通過試運行。該系統(tǒng)采用軌道式機器人結(jié)構(gòu)，集局部放電檢測、紅外成像測溫、視頻實時監(jiān)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(tǒng)可大幅提升帶電檢測質(zhì)量，避免了人工檢測的盲區(qū)，實現(xiàn)海量帶電檢測數(shù)據(jù)智能同步綜合分析。同時，其采用便攜式設(shè)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(wǎng)）

我國建成首套應(yīng)用于南極地區(qū)的新能源微網(wǎng)供電系統(tǒng)

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(wǎng)供電系統(tǒng)已完成安裝、調(diào)試、并網(wǎng)運行等任務(wù)。該系統(tǒng)針對南極泰山站極寒、大風(fēng)、高海拔、低氣壓等特殊環(huán)境，采用定制化風(fēng)機、光伏和儲能電池，并通過控制終端對整套系統(tǒng)進行智能控制。在夏季泰山站有人值守期間，該系統(tǒng)可以與泰山站的柴油發(fā)電機并網(wǎng)共同使用；在冬季泰山站無人值守期間，該系統(tǒng)還可以通過控制終端實現(xiàn)離網(wǎng)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(qū)配套設(shè)備進行供電。數(shù)據(jù)顯示，該系統(tǒng)在南極工作穩(wěn)定、運行良好，整體發(fā)電效果突出。

（圖片來源：中國電科）

我國首個11聯(lián)動跟蹤式光伏陣列發(fā)電系統(tǒng)投入運行

我國首個11聯(lián)動跟蹤式光伏陣列發(fā)電系統(tǒng)投入運行。該系統(tǒng)應(yīng)用的跟蹤系統(tǒng)讓光伏組件實時保持最佳角度，將太陽能轉(zhuǎn)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(tǒng)采取光控和時控來控制減速機，從而驅(qū)動光伏陣列實時轉(zhuǎn)動。在陰天和夜晚，時控裝置間隔4min轉(zhuǎn)一下，以獲得最佳效果。相比傳統(tǒng)光伏發(fā)電，跟蹤系統(tǒng)的發(fā)電效率可提升15%～25%，夏天可提高40%。同時，該系統(tǒng)追蹤過程無陰影遮擋，可以做到隨坡就勢，適合于農(nóng)光互補、漁光互補，對農(nóng)作物等生長影響小，可提高土地利用率。

（圖片來源：中國電建）