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生物质能
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生物质基材料及应用技术


主要研究以下三个方向:

     一是纤维素纳米材料的优化加工技术:该方向主要包含纤维素纳米材料生产工艺及成本优化、纤维素纳米材料表面改性技术及纤维素纳米材料环境健康/安全技术三个方向的技术难题。主要采用物理、化学和生物等方法相结合的办法制备纳米纤维素,改进后的工艺首先对生物质材料进行酶处理,然后进行切割,粉碎等,最后采用少量的离子液等物质来制备纳米纤维素。采用化学的办法对纤维素表面进行改性,显著降低纤维素表面的吸湿性,而且使纤维素产生新的用途,比如在纤维素表面涂覆纳米粒,可以显著改善纳米纤维素薄膜的导电性、透气性、透氧性等。研究纳米材料在不同类型生态系统的稳定性、制造过程中的各种排放、最终产品回收利用等。在经济和社会方面,着力于解决在可持续发展评估对环境的影响。

     二是纤维素纳米材料基柔性锂离子电池:该方向主要包含纳米纤维素基电池隔膜技术、锂离子电池固体高分子电解质材料技术及纳米纤维素基锂离子电池结构优化技术的技术难题。研究制作超薄,高强度,高热稳定性,孔隙率可控的纤维素纳米纸,用作电池和超级电容器的电极和隔膜。研究制备具有灵活性,可弯曲性和与电纳米粒子兼容的纳米尺寸的复合材料。研究如何提高电解质的机械性能,以降低其离子导电率以提高锂电池的寿命和安全性。研究新型电池结构的高度网络化,提高电子及液体电解质通路电池的电化学反应动力学,提高机械及耐热性,并防止电池的内部短路故障。

     三是纤维素纳米材料基有机太阳能电池技术:该方向主要包含透明纤维素纳米材料薄膜基底技术、有机太阳能电池新型活性层材料的技术及有机太阳能电池光电转换效率和使用寿命优化技术的技术难题。着力于制备出透光率大于90%,表面粗糙度小于1nm,较强的力学性能(杨氏模量大于10GPa),热膨胀率小于8.5ppm/k,幅面大于1m2以及连续生产的有机太阳能薄膜基底。在活性层材料的研发方面,集中于合成宽光谱吸收,低能带隙的共轭聚合物材料;在器件结构上采用新的电极材料如碳纳米管、银纳米线等提高电子传输效率;此外在制备工艺上采用喷墨打印的方法生产大幅面柔性基底有机太阳能薄膜电池并且探索生产叠层太阳能电池。



高压静电纺丝机



生物质基纳米纤维


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