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产业创新与科技前沿(第八期)【新材料】

湖南澳门太陽城集团信息研究所 www.hninfo.org.cn     时间:2020月04月22日   [字体: ]

  

  新材料

  产业分析点评

  (1)2019年12月4日,国家工信部正式发布了《重点新材料首批次应用示范指导目录(2019年版)》,自2020年1月1日起施行。(2)据日本九州大学、中国科学院及长春应用化学研究所、法国索邦大学及法国国家科学研究中心合作,通过选用合适的有机材料,成功地将准二维钙钛矿LED的发光效率提高到了原来的4倍左右,有望加速下一代显示器的发展。

   

  科技战略

  2019年版《重点新材料首批次应用示范指导目录》正式印发

  为加快推进新材料应用示范,自2017年以来,工业和信息化部联合财政、保监部门建立了重点新材料首批次应用保险补偿机制并开展了试点。2019年12月4日,国家工信部正式发布了《重点新材料首批次应用示范指导目录(2019年版)》,自2020年1月1日起施行。《重点新材料首批次应用示范指导目录(2018年版)》(工信部原〔2018〕262号)同时废止。该指导目录包括先进基础材料、关键战略材料、前沿新材料等三大类,共331种项。先进基础材料包括先进钢铁材料、先进有色金属材料、先进化工材料、先进无机非金属材料及其他材料,共228种;关键战略材料包括高性能纤维及复合材料、稀土功能材料、先进半导体材料和新型显示材料、新型能源材料,共83种。前沿新材料主要包括石墨烯材料、液态金属、3D打印材料、超导材料、气凝胶、非晶合金,共20种。通过此指导目录可以进一步了解我国新材料产业政策具体支持方向

   

  技术前沿

  钙钛矿材料助推下一代显示器发展

  据日本九州大学、中国科学院及长春应用化学研究所、法国索邦大学及法国国家科学研究中心合作,通过选用合适的有机材料,成功地将准二维钙钛矿LED的发光效率提高到了原来的4倍左右,有望加速下一代显示器的发展。

  有机无机杂化钙钛矿因成本低、容易加工以及光电特性优异,受到了光电子研究领域的广泛关注,基于该类材料的发光二极管也极具潜力成为下一代照明和显示组件。其中,三维钙钛矿是由有机和无机组分在三维空间交替结合而成,二维钙钛矿是由两种组分交替形成的片层结构,而准二维钙钛矿则是两类钙钛矿的混合结构。由于准二维钙钛矿存在天然形成的量子阱结构,与传统的三维钙钛矿相比具有更大的激子结合能,从而更有利于发光。

  基于上述发现,研究团队通过选择合适的有机组分,制备了能够高效俘获三线态激子的准二维钙钛矿发光二极管,获得了12.4%的电光转换效率。采用此方法,可以大幅提高钙钛矿LED的发光效率,将给显示器行业带来巨大的冲击。另外,利用该方法还有望提高钙钛矿的激光振荡特性,为医疗和通信领域发展做贡献。

  建议我省LED产业相关企业以及成果转化中介服务机构可以密切跟踪其技术进展,以期其成果能够率先在我省实现技术转移转化,实现我省LED产业转型升级发展 

  

  技术前沿

  华中科技大学研究团队在燃料电池催化剂方面取得重要研究进展

  据华中科技大学官网消息,2019年11月15日,国际顶级学术期刊《Science》以研究长文形式刊发华中科技大学化学与化工学院夏宝玉教授团队的最新研究成果《Engineering bunched Pt-Ni alloy nanocages for efficient oxygen reduction in practical fuel cells》。该文阐述了夏宝玉教授团队在高效长寿命铂合金催化剂的最新研究进展:采用(电)化学腐蚀方法对铂基催化剂的近表面结构和组分进行调控,从而大幅提升高效铂镍合金催化剂在实际燃料电池器件中的服役水平和寿命,有望成为发展燃料电池行之有效的关键手段,把燃料电池进一步推向实用化。

  当前,经济社会的高速发展使得开发新能源转换技术势在必行。氧还原反应是包括燃料电池和金属-空气电池等新能源技术的核心反应,需要价格昂贵、资源稀缺的贵金属铂作为催化剂克服较为迟缓的氧还原反应动力学。因此,研发低成本、高活性和长寿命的阴极氧还原催化剂是发展燃料电池等能源技术的关键。

  近年来,高活性铂基催化剂的设计已经取得突破,但催化剂仍然面临着在实际燃料电池器件中的服役水平与寿命的重大挑战。针对上述难题,夏宝玉教授团队采用(电)化学腐蚀的方法对铂基催化剂的近表面结构和组分进行调控,获得了具有一维结构的串状铂镍纳米笼结构,实现了高稳定性的一维结构和高活性的合金空心结构等特征的有效结合,从而大幅提升了高效铂镍合金催化剂在全电池中服役水平和寿命。

  这项工作为合理设计低成本、高活性和长寿命铂合金催化材料提供了一种有效的策略,将有助于提升铂合金催化材料在新能源器件中的服役水平和寿命,对发展新能源技术具有重要科学意义和应用价值 

  

  行业监测

  巨头陆续倒下,动力电池产业冰火两重天

  2019年12月17日,杭州西湖警方发布公告:浙江之信控股集团有限公司实际控制人章某江,公安机关决定依法对浙江之信控股集团有限公司涉嫌非法吸收公众存款案进行立案侦查,并对相关资产开展查控工作。工商信息显示,动力电池生产企业遨优动力就是之信控股的子公司之一,并且之信控股遨优动力80%股权。预示着动力电池行业又一巨头即将倒下。遨优动力成立于2016年11月,有行业领军人物陈光森博士为首席科学家的国际一流技术研发团队(也是国内第一批实现锂电池量产的技术团队),过去几年依托于之信控股的强力支持快速发展,目前已有湖州、肇庆两大电池生产基地,2019年产能5GWh,预计2020年将达到8GWh。

  据高工产业研究院(GGII)统计,2017年还有近200家电池企业逐鹿市场,而到了今年前10月,实现动力电池规模装机的电池企业仅30家左右。另一方面,动力电池头部企业却过得极其滋润。数据显示,2019年1-10月装机电量前十电池企业合计约41.1 GWh,占整体的88.6%。

  未来随着国家政策补贴下坡,以及加大开放力度,引进外资企业入华,动力电池行业竞争程度将更加激烈,只有真正掌握核心技术研发能力,并掌握下一代产品的前沿技术的企业才能实现可持续发展。对于我省而言,作为先进储能材料产业优势地区,一方面要扶持相关企业增强技术研发实力,引导企业不断加强下一代电池技术开发;另外一方面,对于我省新引进的动力电池投资项目,要加强前期技术评估预警,择优招商引资。

  

  行业监测

  国汽车用铝量将从2018年380万吨增至2030年910万吨

  近日,国际铝业协会在其网站公开发布了其委托CM咨询公司完成的《中国汽车工业用铝量评估报告(2016—2030)》(以下简称《报告》)。

  《报告》认为,从现在到2030年,中国的汽车行业很可能会经历一个巨大的转变,从燃油汽车转向新能源汽车。作为中国汽车制造商减少车重的首选材料,铝很好地利用了这一转变。尽管燃油汽车数量的前景保持不变,但减重措施很可能会增加铝在车辆制造中的单位用量,从而推动消费增长。《报告》预测,中国汽车行业的用铝量将从2018年的380万吨增加到2030年的910万吨,年复合增长率为8.9%。

  首先,在中国汽车生产方面,2017年,中国汽车总产量约为3140万辆。2018年,由于总体经济放缓,产量为2980万辆。与此相反的是中国新能源汽车市场,2018年新能源汽车产量为110万辆,预计2030年将达到1160万辆,年复合增长率为21.4%。报告预测该行业的快速发展,可能会推动铝市场的强劲增长。

  其次在中国汽车铝消费方面,中国汽车工业逐渐将重心转向轻量化,以努力满足越来越严格的立法。与此相适应,预计铝的需求将增加,铝的使用量也将增加。根据CM的调查,2017年汽车行业铝消费量为390万吨,比2016年增长8%,2018年,由于乘用车销售停滞,总消费量略有下降,降幅为1%。但是一方面由于新能源汽车对铝的消费量不断增大,2018年中国新能源汽车的铝消费量增加96%,从2017年的7.5万吨增至2018年的14.6万吨。《报告》预测纯电动汽车(BEV)铝的单位消费量至2030年将达到283.5千克。

  预计到2030年,中国新能源汽车行业使用铝的比例将从目前占铝消费总量的3.8%升至29.4%。另一方面,与美国、日本等发达国家相比,中国汽车铝的单车用量还有较大差距,其未来对铝的需求还有较大的潜力。因此,仍然看好汽车行业铝的使用前景,预计到2030年,汽车行业铝的总消费量将达到910万吨,年复合增长率为8.9% 

  

  企业动态 

  碳华新材成功拉引430毫米世界最宽高导热石墨烯新材料

  近日,安徽碳华新材料科技有限公司利用自主核心技术和成套装备,在蚌埠成功拉引430毫米类石墨烯高导膜,刷新了180毫米世界最宽高导热新材料记录,填补了我国类石墨烯高导膜产品大面积生产的空白。

  类石墨烯高导膜是依托类石墨烯材料研发生产的新型导热散热产品,其散热性优于风扇和常规散热器,能够实现快速散热降温,被广泛应用于新能源汽车、电子信息、无人机、卫星、手机、电脑、平板、智能穿戴等领域。近年来,随着消费类电子产品不断向大屏化、轻薄化发展,市场对宽幅类石墨烯高导膜的需求越来越大。但长期以来,我国宽幅类石墨烯高导膜生产始终处于空白状态,国内使用该产品主要依靠从美国、日本等少数国家进口,国外企业一度形成垄断。

  此次安徽碳华新材料科技有限公司研发团队以自主研发的“高性能高导石墨膜”为技术基础,结合全封闭高温处理、自动化压延工艺和设备,研制生产出了整张大尺寸、表面平整、全系列厚度、优异散热性能的类石墨烯高导膜。经过一段时间的技术调试和生产准备,世界最宽430mm导热新材料成功下线,该产品导热系数、厚度等质检指标经检验全部达标,蚌埠高导热绝缘膜也成功实现了从180毫米“超宽”到430毫米“最宽”的跨越。

  “值得一提的是,这款产品不仅在尺寸上实现了世界最大宽度,而且在该尺寸范围内可以根据客户需求任意定制,同时具备极佳的导热散热特性,与国外同类型产品相比,其导热散热能力提升了1至3倍。”该项目相关负责人介绍,430mm导热新材料的成功研制,使安徽碳华新材料科技有限公司成为目前世界唯一具备0至430毫米全尺寸高导热新材料生产能力的企业。项目全部达产后,企业年生产能力将达到500万平方米,成本将比从国外进口降低三分之一以上,能够有效突破国外贸易壁垒,满足国内市场需求,在保障我国高导热新材料产业安全的同时,为我国电子信息领域高导热新材料产业发展提供有力支撑

   

信息来源:竞争情报研究中心