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節(jié)能和環(huán)保是綠色社會(huì)的主要議題，發(fā)展取代化石燃料的新能源技術(shù)迫在眉睫。鋅-空氣電池是一種化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，由于其理論能量密度高、安全性高、價(jià)格低廉以及環(huán)保等優(yōu)勢有望彌補(bǔ)鋰離子電池的缺陷而成為下一代新能源電池。柔性可穿戴電子器件是5G時(shí)代先進(jìn)制造業(yè)的重點(diǎn)研究方向，尤其是便攜式電子產(chǎn)品正朝著超薄、集成、靈活的可穿戴設(shè)備方向發(fā)展。作為一個(gè)新興領(lǐng)域，柔性鋅-空氣電池符合可穿戴電子設(shè)備的要求，發(fā)展?jié)摿薮蟆?柔性電池是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，柔性鋅空氣電池的容量和能量密度等關(guān)鍵參數(shù)很大程度上取決于催化劑和正極材料。團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)電池正極材料這一難題，積極自主研發(fā)，致力于發(fā)展具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的下一代新型高容量柔性鋅空氣電池。目前，團(tuán)隊(duì)制備的高容量/耐低溫柔性鋅空氣電池可用于穿戴的智能電子產(chǎn)品，病人植入式監(jiān)測、追蹤和定位的醫(yī)療器械、物聯(lián)網(wǎng)智能標(biāo)簽、環(huán)境傳感器、助聽器等等。

1 成果簡介作為一種清潔、高效的能量轉(zhuǎn)換裝置， 燃料電池是各種電化學(xué)電池體系中的理論比能量“ 絕對(duì)冠軍”， 而且功率密度高、電流密度大， 是最先進(jìn)的能量轉(zhuǎn)換技術(shù)之一。燃料電池在發(fā)電過程中，除了提供電能以外，還會(huì)產(chǎn)生廢熱。所以傳統(tǒng)燃料電池電堆中，單片燃料電池之間通常設(shè)有冷卻板，需要采用大流量的空氣或者冷卻水來為燃料電池散熱。而燃料電池工作時(shí)需要?dú)錃庾鳛槿剂希绻詢?chǔ)氫合金作為氫源，則儲(chǔ)氫合金在釋放氫氣時(shí)會(huì)吸收熱量。 本成果將燃料電池與儲(chǔ)氫單元進(jìn)行結(jié)構(gòu)的耦合，可利用儲(chǔ)氫合金來部分吸收燃料電池發(fā)電時(shí)產(chǎn)生的廢熱，既解決了燃料電池水管理和熱管理的難題，又能解決儲(chǔ)氫單元放氫穩(wěn)定性的問題，還能降低燃料電池系統(tǒng)寄生功率，提高系統(tǒng)的功率密度和能量密度。表 1 中列出了耦合型燃料電池的性能參數(shù)。本成果耦合型質(zhì)子交換膜燃料電池解決了質(zhì)子交換膜燃料電池的水熱管理問題，能夠使燃料電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加緊湊，能量密度和功率密度更高。 上圖 耦合燃料電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外部結(jié)構(gòu)圖2 應(yīng)用說明經(jīng)過近十年來的電動(dòng)汽車、分布式電站、電源等領(lǐng)域的廣泛示范應(yīng)用（燃料電池已經(jīng)在航天、軍事上得到應(yīng)用，燃料電池家用電源已經(jīng)在日本產(chǎn)業(yè)化），質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)的成熟度已經(jīng)逐漸被用戶所接受。目前，其商業(yè)化主要問題是價(jià)格較高（采用進(jìn)口材料成本昂貴），而本項(xiàng)目利用國產(chǎn)原材料制備燃料電池電源，燃料電池材料供應(yīng)不僅有安全保障，而且還有低成本優(yōu)勢，可望克服燃料電池高成本的商業(yè)化障礙。3 效益分析由于目前國內(nèi)外尚無同類產(chǎn)品，而且各行各業(yè)對(duì)新型電源的需求比較迫切，因此本成果具有較大的推廣空間。 如批量生產(chǎn)， 本電源價(jià)格每臺(tái)約 1500 元/千瓦。 來自政府的資金補(bǔ)助以及軍事、工業(yè)、新能源等應(yīng)用領(lǐng)域的直接采購是使燃料電池電源商業(yè)化逐漸興盛的主因。據(jù)美國市場研究機(jī)構(gòu) Pike Research 估計(jì)， 2016 年市場上的主力燃料電池產(chǎn)品功率將在 100W~2kW 之間，用于替代部分鉛酸電池和柴汽油發(fā)電機(jī)，主要應(yīng)用于船舶、 專用車、無人載具、 戰(zhàn)場支持系統(tǒng)、 備用電源、 應(yīng)急電源等。

1 成果簡介燃料電池應(yīng)用于軍事、汽車、移動(dòng)設(shè)備和家庭等領(lǐng)域。對(duì)于新生產(chǎn)的燃料電池堆，或在用的燃料電池堆，常需要了解電池堆內(nèi)各節(jié)燃料電池的一致性和膜電極情況，但是國內(nèi)外一直缺少檢測燃料電池堆膜電極的技術(shù)和測量裝置。 課題組研究出一種可方便檢測燃料電池堆膜電極狀況參數(shù)的方法和儀器。該測量儀具有如下功能和特點(diǎn)：可同步測量膜電極的催化劑有效活性面積、雙電層電容、氫滲透電流和阻抗；數(shù)據(jù)自動(dòng)采樣，結(jié)果自動(dòng)處理；可用于測量燃料電池單體和燃料電池堆，解決了以往即使檢測燃料電池單體膜電極也需要多臺(tái)測試儀器的問題，填補(bǔ)了燃料電池堆膜電極檢測儀器的空白。測量儀可用于科研中對(duì)燃料電池內(nèi)部不一致性的檢查和原因辨析，可用于對(duì)各種場合的燃料電池堆進(jìn)行現(xiàn)場檢查和老化診斷，可用作燃料電池堆初裝過程中的成組選配檢測工具。查新表明，國內(nèi)外目前尚未發(fā)現(xiàn)有相似原理的儀器，具有較大的推廣使用空間。測量儀包括硬件部分和軟件部分。研究組已開發(fā)出測量儀的初級(jí)版，參見下圖。初級(jí)版的測試軟件基于 Labview 編寫，界面簡單易操作，通過配合電腦完成測量。研究組現(xiàn)在正進(jìn)行開發(fā)測量儀器的升級(jí)版，期望其能夠脫離電腦單獨(dú)測量，更美觀，更實(shí)用。  上圖 初級(jí)版電池堆膜電極檢測儀2 應(yīng)用說明研究組應(yīng)用該方法和測量儀進(jìn)行了多次測量和研究，成果在國際國內(nèi)會(huì)議的宣傳推廣中得到了許多同行的好評(píng)，并表示有購買意向。

成果簡介： 核苷酸是構(gòu)成生物體核酸的成份，除了含有其它葉面肥所有的基本N，P元素外，它還含有一個(gè)高能磷酸鍵，可為植物的光合作用提供必須的能量，從而使植物更好地生長。與氨基酸類葉面肥相比較，核苷酸葉面肥使用量每畝僅為50g左右，為氨基酸葉面肥的1/20，而且核苷酸葉面肥具有廣譜性，可廣泛用于水稻、果樹、蔬菜、中草藥、花卉、食用菌以及多種經(jīng)濟(jì)作物的葉面、枝干

研究團(tuán)隊(duì)利用能谷-贗自旋耦合原理，在絕緣層硅（SOI，silicon-on-insulator）上制備出能谷光子晶體平板。該拓?fù)涔鈱W(xué)結(jié)構(gòu)具有~40nm的特征尺寸，其光子模式（因工作于光錐以下）能夠較好地局域在平板內(nèi)，抑制了平板外損耗。他們制備了直線形、Z形和Ω形等三種拓?fù)涔鈱W(xué)通道，測量出高透平頂透射光譜帶，證實(shí)了近紅外波段下拓?fù)浔Ｗo(hù)的寬帶抗散射傳輸。采用硅微盤技術(shù)產(chǎn)生相位渦旋源，無需低溫和強(qiáng)磁等極端環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了拓?fù)浣缑鎽B(tài)的選擇性激發(fā)，實(shí)現(xiàn)了亞微米量級(jí)耦合長度的寬帶光子路由行為，驗(yàn)證了能谷-贗自旋耦合等拓?fù)涔鈱W(xué)原理。?在硅基平臺(tái)上證實(shí)拓?fù)涔庾訉W(xué)原理，是目前國際學(xué)術(shù)前沿的聚焦度較高的領(lǐng)域之一。研究團(tuán)隊(duì)過去在拓?fù)涔庾訉W(xué)原理方面的工作，多次引起國際同行關(guān)注，論文入選ESI高被引。該工作中，他們深入系統(tǒng)地發(fā)展出硅基拓?fù)涔鈱W(xué)等關(guān)鍵理論，攻克了數(shù)十納米加工工藝等關(guān)鍵技術(shù)，率先在硅基光子平臺(tái)與拓?fù)涔庾訉W(xué)之間建立了聯(lián)系，突破了單一自由度調(diào)控的傳統(tǒng)框架，提出了硅基中多自由度耦合的多維調(diào)控新機(jī)制，為微納光學(xué)與光子學(xué)、光二極管等關(guān)鍵光子芯片器件、混合集成光子學(xué)、高保真光量子信息光學(xué)、非線性光學(xué)等領(lǐng)域，提供了新方法和新思路。

鐵基形狀記憶合金是一種新型結(jié)構(gòu)功能材料。自90年代，我校已研究成功幾種Fe-Mn-Si-Cr-Ni系形狀記憶合金，這些合金的屈服強(qiáng)度可達(dá)300～450MPa，完全回復(fù)的形狀記憶應(yīng)變已達(dá)3%，予應(yīng)變?yōu)?%時(shí)凈回復(fù)應(yīng)變可達(dá)5%，具有良好的單程形狀記憶效應(yīng)和形狀記憶完全性，合金中Cr、Ni元素的加入兼具有良好的耐腐蝕性。鐵基形狀記憶合金的應(yīng)用如下： 1

金屬基復(fù)合材料問世不足三年，但由于其制備工藝簡單，價(jià)格便宜，具有高比強(qiáng)、高比剛及高耐磨性等優(yōu)良性能，在國外已廣泛用于航空、航天、汽車、軍工等領(lǐng)域。我校于80年代開始進(jìn)行鋁基復(fù)合材料的制備、性能及應(yīng)用研究，已獲得許多重要成果，現(xiàn)已可用穩(wěn)定工藝制備管材、棒材及形狀較為復(fù)雜的零部件，如汽車連桿、汽缸套、油田抽油機(jī)缸套、汽車摩擦片、皮帶輪等機(jī)器構(gòu)件，還可用于開發(fā)各

可以量產(chǎn)/n在垂直結(jié)構(gòu)LED芯片的工藝流程中，其剝離下來的藍(lán)寶石襯底可以回收后重復(fù)利用多次，藍(lán)寶石襯底單芯片和2英寸整片剝離成品率大于95%。目前，垂直結(jié)構(gòu)LED發(fā)光效率可以達(dá)到121.57m/W@350mA隨著技術(shù)的不段進(jìn)步，近幾年最受人們關(guān)注的是固態(tài)通用照明領(lǐng)域的高亮度大功率LED應(yīng)用，然而這種應(yīng)用卻受到藍(lán)寶石異質(zhì)襯底所帶來的一系列技術(shù)問題的限制。除去了藍(lán)寶石襯底的垂直結(jié)構(gòu)LED芯片具有優(yōu)良的光電熱方面的性能，能滿足固態(tài)通用照明對(duì)其性能的要求，采用垂直結(jié)構(gòu)LED方案是固態(tài)通用照明技術(shù)發(fā)展的 必然