科技动态

美研究人员研发增强型SEI 可提高锂金属电池能量密度/性能/安全性

美国宾夕法尼亚州立大学利用一种新研发的固态电解质界面膜（SEI），使可充电锂金属电池具有更高的能量密度、更佳的性能及更好的安全性。该增强型SEI是一个反应性聚合物复合材料，由聚合物锂盐、氟化锂纳米颗粒及氧化石墨烯片组成，新型电池组件的结构就包含一层薄薄的此类材料。其中聚合物能够与锂金属表面形成爪状键合，以无源方式为锂表面提供所需能量，使其不会与电解质中的分子发生反应，而纳米片在复合材料中则起到机械屏障的作用，防止锂金属中形成树突。此外，该反应性聚合物还使得电池重量减轻、制造成本降低，进一步促进锂金属电池的未来发展。

（图片来源：盖世汽车）

超轻陶瓷气凝胶可耐受极端温度

美国加州大学洛杉矶分校、伯克利分校、哈尔滨工业大学等多家机构共同研制出一种超轻且极其耐用的陶瓷气凝胶，可耐受极端高温并能承受数百次温度的剧烈变化，未来有望用于航天器的隔热保护等。该陶瓷气凝胶由氮化硼薄层制成，是一种原子以六边形网格状（类似铁丝网）连接的陶瓷材料。该材料在1400℃高温下存放一周后机械强度损失不到1%。另外，该新材料被加热时会收缩而非膨胀，因而比目前最先进的陶瓷气凝胶更柔韧，更具弹性，可以被压缩到原始体积的5%并完全恢复，而其他现有的气凝胶只能压缩到约20%才会完全恢复。

（图片来源：新华网）

日本三菱电机研发全球首个传感器安全技术

日本三菱电机公司研发出全球首个传感器安全技术。该技术通过在传感器融合算法中嵌入一种专有算法，将多个传感器结合在一起，通过测量无人机、车载设备、生产设备等装备的自动控制系统，能够检测测量数据是否一致，以此确定设备是否被黑客入侵。此外，该新算法可作为现有传感器信号处理电路的附加软件，不需要添加或修改硬件，不仅传感器测量的准确性不受影响，而且可以实现低成本。

（图片来源：盖世汽车）

日本丰田公司研发自动驾驶载人月球车 采用燃料电池技术

日本丰田汽车公司计划与日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）合作开发一款六轮自动驾驶月球车，力争在2029年将其送上月球。根据构想，即将开发的月球车全长6m、宽5.2m、高3.8m，约为2辆面包车的尺寸。车内可供2名宇航员居住，可行驶约1万千米。该月球车将使用太阳能电池和燃料电池来生产并储存能量，丰田公司将为其提供燃料电池技术。据介绍，该月球车将在宇航员登月之前发射，在宇航员登陆月球后，该车将利用自动驾驶技术去迎接宇航员。此外，该项目还计划将这辆月球车用于其他4个领域的探索。

（图片来源：环球网）

Elliott Bay采用“虚拟现实”技术设计船舶

Elliott Bay设计集团将“虚拟现实”工具用于船舶设计，帮助设计师和船东提前在船舶设计的最后阶段体验船舶空间，同时也能作为一个强大的装备，用于船舶维修和改装，帮助作业团队更高效地进行计划和执行项目。Elliott Bay设计集团使用的这种“虚拟现实”技术能将船舶设计与建造提高至新高度，能在设计阶段就虚拟在船上的行走体验，船东能以最逼真的方式在船舶建造之前体验其空间，仔细查看每个细节，从而节约大量造船成本，减少各种现实修正。这种技术不仅在早期的船舶设计阶段具有明显效果，也能应用在现有船舶的重新设计和改装阶段。

（图片来源：国际船舶网）

Incat Crowther将设计亚洲最大铝合金客滚船

澳大利亚设计公司Incat Crowther将设计亚洲最大的高速铝合金客滚船，预计2020年底投入使用。该滚船设计航速不小于45节、吨位达11000t、载客量1000人，可装载230辆汽车或42个集装箱，是目前亚洲尺寸最大，载车最多，装载集装箱最多，真正实现人、车、货全覆盖的铝合金高速客运船，多项技术创下国内之最。新船将由4台MTU 20V8000 M71L主发动机提供动力，每台主发动机在额定转速为1500r/min时的功率为9100kW；由4台罗罗喷水推进器驱动，通过ZF变速箱进行动力传输，辅助动力由卡特彼勒发电机组提供。

（图片来源：国际船舶网）

我国科学家发现单分子晶体管中电子的量子干涉效应

厦门大学在单分子电子器件电输运的相消量子干涉效应调控方面取得重要进展，研究人员基于单个有机分子来构筑电子器件，为电子器件微型化提供了潜在的技术方案。在单分子器件中，电子在通过单分子器件中不同电输运通路时，由于存在相位差而将出现增强或相消量子干涉效应，是在纳米-亚纳米尺度电子输运的独特效应。理性调控单分子电子器件的量子干涉效应为该领域未来发展过程中的关键挑战之一。

（图片来源：厦门大学）

宁波材料所在二维纳米防护薄膜材料方面取得进展

中国科学院宁波材料技术与工程研究所利用CVD技术在多晶铜衬底上成功制备了一系列的氮掺杂石墨烯薄膜，并通过调节NH3的气流量获得不同氮浓度的氮掺杂石墨烯薄膜。该薄膜可抑制电子在腐蚀界面的传输，降低铜和氮掺杂石墨烯界面处的电化学腐蚀速率，有效延缓腐蚀区域的扩散，表现出更佳的长效腐蚀防护性能。另外，六方氮化硼（h-BN）纳米片作为一种石墨烯类似物，也具有很好的抗渗透性。该团队通过CVD法在多晶铜衬底上生长出不同层数的h-BN薄膜，表现出优异的大气长效防护性能，且多层h-BN薄膜能够有效阻碍氧气的横向扩散，显著提高了基底铜的抗氧化性能。

（图片来源：宁波材料所）

科研人员合成高能锂离子电池双重修饰正极材料

长沙理工大学与厦门大学、美国阿贡国家实验室等海内外科研人员合作合成了一种高能锂离子电池双重修饰正极材料——钛掺杂、镧镍锂氧化物包覆的双重修饰富镍三元材料。该材料展现出良好的热稳定性、结构稳定性及优异的电化学性能。在60℃下，经过150次循环后，双重修饰材料的容量保持率比纯相富镍材料提高了近两倍，其能有效抑制富镍材料在循环过程中表面纳米尺度的结构退化，从而增强富镍材料的表面稳定性。另外，双重修饰抑制了正极材料二次颗粒内微裂纹的产生与循环过程中微裂纹的扩展，循环后富镍材料二次颗粒间Ni3+的不均匀分布得到抑制，材料二次颗粒的结构稳定性显著提升。

（图片来源：中新网）

3.35m直径贮箱箱底一次成型 技术水平国际先进

中国运载火箭技术研究院所属首都航天机械公司的火箭贮箱箱体工艺实现重大突破，该厂运用整体旋压技术，使得3.35m直径箱底一次成型，意味着铝合金贮箱箱底整体化制造关键技术取得重大进步，火箭院火箭贮箱箱底整体化制造能力达到国际先进水平。该厂此次采用“整体成型+整体加工”的方案，取消了贮箱箱底全部主焊缝，避免了由焊缝质量问题带来的风险，整个箱底一次成型，不仅可大幅提升箱底整体性能，生产周期和成本也可降低一半以上。

（图片来源：火箭院）

中国船级社推出船舶结构冰荷载高级分析专用软件

中国船级社联合大连理工大学开展了基于海冰离散元方法的“船舶结构冰荷载高级分析专用软件”项目，将为我国极地船舶及海洋工程的开发提供最有效的服务。该软件的开发是基于海冰离散元的数值计算方法，准确模拟了PC1～PC7冰级要求下的冰荷载、冰阻力。该软件具有全面的冰载荷计算分析功能，可对多种冰区操作模式下的局部冰压力和整体冰阻力进行数值计算；采用三维可视化技术，实现对计算结果的同步直观显示和分析结果的实际工程应用；具有高效的计算分析能力，可为不同类型船舶结构的冰荷载分析提供有力的科学依据。

（图片来源：国际船舶网）

“城市降雨径流与污染分析系统”推出 助力智慧城市建设

中国运载火箭技术研究院所属北京航天计量测试技术研究所着眼国家海绵城市建设大背景，对城市不同地表类型的径流水量、水质特征进行数字化算法研究，研发出一种“城市降雨径流与污染分析系统”。该系统基于GIS（Geographic Information System，地理信息系统）平台研制，具备文件缩放、漫游、测量、图件增删改基础工具等通用功能，可以动态模拟降雨径流过程和污染物变化过程，甚至还可以自动分析降水量及水质的污染情况，推动智慧城市建设。目前，该系统已在江苏省镇江市完成了示范应用和验证完善，取得良好效果。

（图片来源：火箭院）

我国最大推力整体式先进固体火箭发动机试车成功

3月5日，由航天动力技术研究院自主研制的200t推力先进固体火箭发动机地面热试车获得圆满成功。该发动机是该院瞄准未来商业航天发射市场需求，研发的一型目前国内装药量最多、推力最大的高性能纤维缠绕复合材料壳体整体式固体发动机，发动机直径2.65m，装药量71t，推力200t，采用了多项新技术，综合性能达到世界一流水平，可为我国新一代固体运载火箭的研制提供更强劲、性价比更高的先进动力，有力增强了固体运载火箭在商业航天发射市场的竞争力。

（图片来源：航天科技集团）

国家电网公司自主研发GIS/GIL智能带电检测机器人

国家电网江苏省电力有限公司自主研发的国内首个适用于GIS/GIL设备的无人化智能带电检测机器人系统在特高压泰州换流站顺利通过试运行。该系统采用轨道式机器人结构，集局部放电检测、红外成像测温、视频实时监控、有害气体诊断等多种检测模块于一体，具有自动检测、智能诊断、实时报警等功能。与人工检测相比，该系统可大幅提升带电检测质量，避免了人工检测的盲区，实现海量带电检测数据智能同步综合分析。同时，其采用便携式设计，既可长期驻守于一座变电站，又可由检测人员携带至不同变电站开展带电检测。

（图片来源：国家电网）

我国建成首套应用于南极地区的新能源微网供电系统

由中国电子科技集团有限公司抓总研制的南极泰山站新能源微网供电系统已完成安装、调试、并网运行等任务。该系统针对南极泰山站极寒、大风、高海拔、低气压等特殊环境，采用定制化风机、光伏和储能电池，并通过控制终端对整套系统进行智能控制。在夏季泰山站有人值守期间，该系统可以与泰山站的柴油发电机并网共同使用；在冬季泰山站无人值守期间，该系统还可以通过控制终端实现离网无人值守自主运行，为无人值守期间泰山站的科研仪器和站区配套设备进行供电。数据显示，该系统在南极工作稳定、运行良好，整体发电效果突出。

（图片来源：中国电科）

我国首个11联动跟踪式光伏阵列发电系统投入运行

我国首个11联动跟踪式光伏阵列发电系统投入运行。该系统应用的跟踪系统让光伏组件实时保持最佳角度，将太阳能转化利用效率最大化。其11个独立柱光伏阵列并排而建，中间的独立柱上安装有1个减速机，跟踪系统采取光控和时控来控制减速机，从而驱动光伏阵列实时转动。在阴天和夜晚，时控装置间隔4min转一下，以获得最佳效果。相比传统光伏发电，跟踪系统的发电效率可提升15%～25%，夏天可提高40%。同时，该系统追踪过程无阴影遮挡，可以做到随坡就势，适合于农光互补、渔光互补，对农作物等生长影响小，可提高土地利用率。

（图片来源：中国电建）