3位博士研制出气凝胶材料,靠得住1000度高温

 2022-09-14 21:51:52  79 浏览  0 评论   赞

能够将电池耐高温能力提升至 1000℃。突破国际行业领先技术;扛得住1000°C高温,打破记录;从实验室到产业化;年底投产有望超3000立方

3位博士研制出气凝胶材料,靠得住1000度高温

图50352-1:

“碳达峰、碳中和”战略目标下,我国新能源汽车产业发展进程不断加快。但截至目前,还无法完全解决锂电池热失控的安全问题。

为了服务国家“双碳”战略需求、打造新能源热防护体系新材料,在佛山市南海区广工大数控装备协同创新研究院(以下简称“佛山广工大研究院”),由日本信州大学海归博士、中山大学副教授周剑,以及澳大利亚迪肯大学海归博士李臻、孔娜组成的“博士三剑客”,创新性地研制出了“弹性陶瓷纳米纤维气凝胶材料”,可承受的温度范围在-196°C至1000°C之间。

成分为纯气凝胶的“弹性陶瓷纳米纤维气凝胶材料”,能够将电池耐高温能力提升至 1000℃,打破了该领域下国际行业领先技术材料所能承受的650℃,有效保障新能源汽车电池的安全使用。

突破国际行业领先技术

扛得住1000°C高温

论资质,这三位博士的来头都不小。周剑回国前曾与国际顶尖公司合作主持纳米纤维复合材料项目,回国后又担任多家公司的资深技术顾问;李臻和孔娜在迪肯大学前沿纤维研究院潜心纳米纤维材料的研发,李臻已具有自主设计以及建设纳米纤维气凝胶材料制造生产线的能力,而孔娜则精通多种形貌结构纳米材料的制备工艺和可穿戴设备的模型设计。

2020年5月,博士毕业后回国找工作的李臻在机缘巧合下加入了周剑的课题组,准备入站成为一名博士后,这一研究项目就从此启程。其实,“纳米纤维的无机气凝胶”的前驱体制备是其整个博士课题的基础,加入了周剑的课题组后,继续在隔热领域深度挖掘和研发,直到去年的四五月份,“弹性陶瓷纳米纤维气凝胶材料”已经进入成熟阶段,所有的工序、工艺、装置及流程均可完全稳定地复制出来。

目前,市面上复合隔热材料的温度极限一般只有 650℃,难以达到新能源汽车电池 800℃以上的隔热要求。借助中山大学实验室,团队经过不断地试验及调剂配方,所开发的弹性陶瓷纳米纤维气凝胶是一种低导热率、低密度、可压缩、可回弹、不掉粉、不掉渣的纯无机材料,承受的温度范围达到-196°C至1000°C,可根据客户的真实环境应用需求,提供节能保温、防火阻燃、隔音降噪等功能的综合解决方案。

除了应用于新能源汽车电池外,在军工领域,弹性陶瓷纳米纤维气凝胶可用于提高舰艇的动力装置热、声环境控制等,隔热防护、减振降噪,有效提高舰艇的侦察能力。同时,该材料还可广泛应用于石油化工、高温产电、冶金防护、航空航天等领域。

从实验室到产业化

年底投产有望超3000立方

正是看到了产品所具备的高性能及巨大的应用前景,博士三人便一起走上了创业的道路,经过一个多月的探讨及资源对接,团队吸引了部分社会资本,于2021年6月成立了佛山市中柔材料科技有限公司,希望能将产品快速地推向市场,而不仅仅是停留在实验室里面。

“毕竟目前在市场上还没有纳米纤维化的气凝胶,只是停留在学术领域。”李臻表示,团队所研发出的气凝胶导热率低于0.022w/m?k,能够将电池耐高温能力提升至 1000℃,由此大大提高电池的耐热性,有效保障电池的安全使用。“这在国际范围内来讲都是一个比较领先的产品。”

2021年底,李臻团队入选了南海区“蓝海人才计划”第十二批创新创业团队,获得项目启动资金;同时还获得了佛山创新创业大赛新材料产业初创组二等奖等奖项。由此受到了佛山广工大研究院的青睐,成为该院的孵化项目。

从公司注册筹备到正式运行,大概经历了半年时间。李臻介绍道,目前关键技术环节的进展都比较顺利,预计今年6月份能够出产大型工程样机及标准化工程样品,而后在对工程样机复制的过程中做进一步优化和市场改革升级,到年底预计年产能超3000立方。

李臻表示,留学回国后来到佛山创业的过程中,佛山市、南海区政府对创新创业、人才引进等有着非常多政策鼓励,在研究院的整个创新生态链,彼此之间交流广泛。 “下一步,我们将在研究院这个平台的助力下,构建面向低碳经济的新型材料热防护体系,为佛山制造业转型升级贡献力量。”

采写:南都记者刘钰滢

通讯员王晓婷

 

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