主要研究成果 (1）高性能车用燃料电池电堆及产业化 
燃料电池电堆研制是包括设计、材料、工艺和测试等多领域多学科交叉的系统工程，电堆通常由数百片燃料电池单电池串联堆叠形成，存在单电池反应条件均匀性、部件质量一致性和应用耐久性的三大挑战。自2006年承担科技部国产化电堆“863“项目，研制出我国第一台功率为1KW的电堆以来，通过多轮的电堆结构优化设计、部件匹配、测试验证与失效应对技术研究，研制出多款型号的空冷和水冷电堆，经历10多年研发，电堆功率从1KW跨越到100多KW； 比功率从1kw/L提升到5kw/L以上，并具备完整的自主知识产权。目前该成果已经在广东国鸿氢能、浙江锋源氢能公司、广东喜玛拉雅氢能公司等企业应用。 (2）结晶性多孔材料技术 共价有机框架（Covalent Organic Frameworks，COFs）是一类由共价键连接的有机多孔结晶性聚合物，具有高度有序的孔道结构和高比表面积，在气体吸附及储存、光电转换、非均相催化、能源存储及转换领域有着广阔的应用前景。然而，由于缺乏行之有效的功能化方法以及COF本身稳定性的问题，对该类材料功能化开发的报道十分有限。基于晶体堆积能理论，成功的开发出了兼具极高结构稳定性和高比表面积的COFs，解决了COF材料的稳定性问题。在此基础之上，开发了基于COF的储氢材料，二氧化碳捕捉材料和锂离子传输材料。
(3）先进光刻胶技术 目前半导体关键技术中，极紫外（Extreme Ultraviolet，EUV）光刻是一种采用波长13.5 nm极紫外光为工作波长的投影光刻技术，技术难度大、瓶颈多。由于国际上最先进EUV光源的稳定光功率只有250 W，现有聚合物EUV光刻胶因为曝光剂量高，导致EUV光刻技术面临产能低、成本高、设备技术遭遇垄断等问题。而高感光EUV光刻胶可有效突破上述所有瓶颈。实验室开发了一系列高感光度、高分辨率的光刻胶材料；相关研究发表于Nature Nanotechnol., J. Am. Chem. Soc.和Mater. Today等期刊。高性能极紫外光刻材料的开发，将能有效降低极紫外光刻技术难题攻关中对于光源与反射镜的要求，加速国产极紫外光刻机的开发。
(4）锂离子电池anqx 技术及产业化 锂离子动力电池安全性是人们最关心的问题。清华大学核研院在解决锂离子动力电池安全性方面取得了较大的进展。通过热稳定性高的关键材料技术与电池设计制备技术，抑制电池内部的放热化学反应，控制电池热失控，制备出高安全性的锂离子动力电池。所制备的高性能手机电池，过充电时不燃烧。50Ah动力电池比能量200Wh/kg，20V@0.5C过充电和满电态150℃热箱加热6小时均不燃烧爆炸。 
(5）燃料电池催化剂连续量产技术及产业化 突破了燃料电池催化剂间歇式、不稳定的传统合成机制，发明了连续流合成方法，开展产学研用相结合的科研攻关，完成了Pt/C及PtCo/C催化剂生产线及核心反应器的研发、设计成集成，实现了高性能燃料电池铂基催化剂的批量生产和规模应用，产品批次一致性控制在±2%以内，摆脱了高端电催化剂受制于国外的不利局面。科技部专家组评价“填补了国内高端电催化剂的连续生产空白”。该装备在国家“氢进万家”科技示范工程中得到示范应用，通过北京市新产品认定，并获得了第四批国家能源局能源领域首台（套）重大技术装备首台套认定（北京市推荐）。
|
