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国家重点研发计划“碱性离子交换膜制备技术及应用”项目结题 暨课题绩效自评价验收会顺利召开
发布时间:2023-06-06 来源:中国科大功能膜研究室

2023年5月25日上午,由中国科学技术大学徐铜文教授牵头承担的国家重点研发计划“碱性离子交换膜制备技术及应用”的项目结题暨课题绩效自评价验收会在中国科学技术大学物质科研楼3楼会议室顺利召开。项目总体专家组责任专家武汉理工大学潘牧教授、上海交通大学朱新坚教授、有研工程技术研究院有限公司蒋利军教授,项目组评审专家中科院合肥物质科学研究院田兴友研究员、中科院上海高等研究院院杨辉研究员、中科院大连化学物理研究所邵志刚研究员(线上)、安徽大学张忠平教授、江苏大学施伟东教授,中国科大科研部副部长薛永泉、主管戴古月、项目各课题负责人、项目骨干及研究生等20余人参加会议,会议由中科院合肥物质科学研究所田兴友研究员主持。

薛永泉副部长首先代表项目牵头单位致辞,对各位专家表达了热烈的欢迎和衷心的感谢。随后,各课题负责人对所承担的项目进行了系统的汇报,课题1“高性能碱性聚电解质膜及连续制备工艺”,由中国科学技术大学承担,课题负责人徐铜文教授针对现有碱性膜电导率不足、碱稳定性差的问题,以理论模拟揭示碱性膜结构和性能之间的构效关系,提出了在膜内构筑稳定超微孔的设计理念,同时提出了源头阻断降解路径的结构设计,使碱性膜的电导率和碱稳定性实现了同步的提升。并实现了碱性膜材料的规模化制备,经过第三方检测,膜室温电导率达78.4 mS cm-1,高温(高温)电导率突破210 mS cm-1,同时长达8000小试耐碱测试(1M KOH,80 oC浸泡)后,电导率下降仅为5.7%,超过现有已公开报道的碱性膜性能。课题2“酸碱双性膜及电解水制氢”由清华大学承担,课题负责人刘凯教授针对电解水制氢效率低和产氢能耗高的问题,从电解槽关键材料(析氢、析氧电极、碱性膜等)的设计与制备,构建了新型的一体式膜电极,实现了大面积一体化膜电极的制备和电解水的稳定运行,酸碱两性电解水制氢显著降低了制氢能耗,完成了项目指南的各项考核要求。课题3“高效电化学合成氨反应系统”由吉林大学承担,课题负责人鄢俊敏教授针对新型的电化学合成氨技术,从催化剂设计与制备、膜材料筛选和构筑电解制氨系统三个方面,提出了等离子辅助空气电催化合成氨技术,极大地提高了电化学制氨产率和法拉第效率,利用课题1批量生产的碱性膜,自主设计和构筑了kg级电化学合成氨反应系统。室温条件下,该系统产氨量达到3.43kg/月,法拉第效率为98.96%,完成项目考核指标。课题4“高性能低温碱性膜直接氨燃料电池的设计制备及氨的活化机制”由福州大学承担,课题负责人罗宇研究员针对直接氨燃料电池阳极电化学活性低,通过开发高性能低贵金属载量的氨氧化催化剂、构建原位电化学红外表征技术-氨氧化性能评价系统,阐明氨氧化反应机理,实现膜电极的可控制备,完成了项目指南的各项考核要求。采用课题1批量生产的碱性膜,搭建了低温直接氨碱性膜燃料电池反应器。在氨碱性溶液中,电池功率密度达到181 mW/cm2 @0.3 V,常压,80 oC,单电池总功率达724 mW。

项目总体专家组专家在听取项目和课题结题汇报后对项目内容及实现的成果给予了充分肯定。同时,与会专家就项目的研究体系、存在的问题、课题之间的连接性、下一步项目的整体验收等方面给出了颇有建设性的指导建议和意见。专家们指出,要注重科学原理,凝练绩效评价,并进一步核对第三方评测和指标完成情况。最终,在经过专家组严格论证与质询后,项目四个课题的自评价验收获得了一致通过。