科研动态--中国科学院金属研究所

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聚变堆用超低温高强韧特种焊材获得应用

可控核聚变能具有安全、清洁、燃料丰富等优点，是解决人类未来能源问题的重要途经之一。随着聚变堆装置体积和功率增大，超导磁体用结构材料和焊接结构承受了比ITER项目更大的电磁负荷和力学负荷，对结构材料和焊接接头低温强韧性提出了更高要求。　　焊接是超导磁体用薄壁结构及线圈盒厚大结构制造的关键热加工工艺，目前国际上尚无4.2K下抗拉强度大于1600MPa的单相奥氏体焊接材料，制约了聚变能紧凑型燃烧等离子体装置的进展。中国科学院金属研究所先进钢铁材料研究部围绕聚变堆关键结构件设计要求，先后系统开展了超导铠甲结构和厚大线...

2024-12-17
聚合物固态电解质研究取得新进展

固态电池因其潜在的高能量密度和高安全性，成为下一代电池的重要发展方向之一。其中，聚合物固态电解质因轻质、低成本、柔韧性和易于加工等特点，有望提高电池的能量密度和促进规模化生产。近日，中国科学院金属研究所先进碳材料研究部科研人员在聚合物固态电解质领域取得新进展。研究人员在高度结晶的聚环氧乙烷（PEO）块体中发现了离子的自适应扩散现象，提出了使用高结晶PEO块体作为中间层的固态电解质组（SSE-Group）策略，有效抑制了由锂丝生长引起的固态电池软短路，提升了电池性能。研究成果近期以“Adaptive ion diffusion in...

2024-12-10
锂电正极单晶材料研发取得重要进展

近年来，在“双碳战略”的大背景下，电动汽车、储能电网和消费电子等领域对高能量密度、长寿命锂电池提出了更高需求。超高镍单晶层状氧化物，因其潜在的高能量密度和高稳定性优势，是有望实现商业化的下一代锂电正极材料之一。然而，超高镍单晶正极材料的实用化面临两大主要挑战：尺寸效应导致的锂离子扩散动力学不足以及高镍含量导致的正极/电解液界面恶化问题。锂离子扩散动力学不足严重限制了超高镍单晶比容量的发挥，而界面副反应、过渡金属溶解和表面结构退化等则显著缩短了材料的使役寿命。发展原子尺度晶体结构调控新策略，实...

2024-12-02
可降解血管支架用高氮铁合金研究取得新进展

缺血性心脑血管疾病是导致人类死亡的重要原因，血管支架介入术已成为常规治疗手段。作为临床中亟需的新一代植入器械，可降解血管支架可以避免永久支架对血管的长期刺激，彻底解决支架植入后发生的再狭窄、晚期血栓、慢性炎症等痛点问题。然而，20余年来可降解血管支架的发展远未达到预期，一个重要原因就是支架材料强度较低，导致支架壁过厚，影响血管修复。铁合金具有高强度的材料优势，用于开发薄壁血管支架被寄予很高期望，但其降解速率慢且易发生局部腐蚀是其存在的不足。　　中国科学院金属研究所杨柯、王青川研究团队，基于利用“...

2024-10-10
仿生图案化半导体光催化材料面板研究取得新进展

太阳能光催化分解水制取绿氢，是前沿和颠覆性低碳技术，在助力实现“双碳”战略目标方面极具潜力。该技术主要是利用太阳光谱中的紫外和可见光来驱动半导体光催化材料，以满足水分解所需的能量要求。其中，发展高效的半导体光催化材料是该技术走向应用的关键。经历近半个世纪的持续研究，半导体光催化材料对占比太阳光谱不足5%的紫外光的利用效率已近100%，而对占太阳光谱中占比达45%的可见光的利用效率却很低。究其原因是可见光能量较低，激发窄带隙半导体产生的光生电子与空穴诱发水分解反应的驱动力不足。因此，实现高效可见光催化...

2024-09-27
亚纳米尺度全暴露镍团簇催化乙炔选择性加氢取得新进展

乙炔选择性加氢是乙烯工业中去除乙炔杂质，获得高品质乙烯产品的关键工艺环节。长期以来，贵金属钯催化剂因其优异的加氢活性而被广泛应用于乙炔选择性加氢反应中。然而，贵金属的使用极大地增加了工业生产成本。因此，开发高效、廉价且稳定的非贵金属催化剂成为工业催化领域研究的热点。近年来，非贵金属镍(Ni)在乙炔选择性加氢反应中的研究获得广泛关注。Ni在乙炔加氢过程中表现出较高的加氢活性，但乙烯的选择性却较难控制。如何在保持高活性的同时提高乙烯的选择性，是Ni催化乙炔选择性加氢面临的一个重要挑战。　　针对这一挑战，中...

2024-09-26

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